探讨对力和运动关系的正确认识

【摘 要】从古到今，科学家一直在对“力和运动”的关系问题进行不懈的实验与探究。人们获得这一问题的正确答案的路曲折而又漫长。生活中，我们可以看到很多有关于力的例子，“树欲静而风不止”等现象使得很多科学家认为“物体的运动需要力来维持”。但是这种猜想被生活中很多的反例了，运动员在篮球场上自由运球，脚踢足球等都是反例，所以科学家们对这个结论产生了怀疑。在经过长时间的观察和研究试验之后，科学家们终于能肯定“力并不是维持物体运动的根本原因”，在此之后，英国物理学家牛顿在前人的探究基础上通过自身的观察和试验，终于推断出了惯性定律，也就是牛顿第一定律，用惯性解释了力和运动的关系问题，到此，人们终于得到了“力和运动”的正确解释。

【关键词】力；运动；关系

1.前言

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。所以世界上的任何物体都具有惯性，这同物质的材料构成等都没有关系。当然，对于惯性一词，我们也可以简单的使用“惰性”来描述，从这个词中，我们就可以看出，物体的惯性可以简单地理解为物体不愿意改变自身的状态所呈现出来的状态，静止的事物，运动的事物本身都具有惯性，惯性的改变是直到对它们施加外力，才使得它们有了新的状态。惯性亦有大小之分，这取决于物体本身的重量，与其它因素并无关系，也就是说，物体质量越大，惯性也就越大；反之则反。由于物体一直有其自身的重量，所以物体的惯性也就一直存在。

2.对力和运动关系的正确认识探讨

2.1惯性定律是理想条件下的推论

惯性定律是科学家在特定的条件下经过多次实验才得出的结论，由于现实中存在诸多不确定和不稳定因素，所以并不能直接得到试验中的结果。

例如，在实验中，我们让小车分三次从相同高度滑下之后依次经过毛巾、棉布以及木板水平表面，由于这三种材质与小车的摩擦力是依次减小的，所以小车所受到的阻力也是不断减小的。由此可以看出，小车所受的阻力越小，滑行的距离就越长，那么可以推测，如果小车在绝对光滑的平面上滑动，它所受的阻力就为零，运动中的小车就会以不变的速度一直沿直线运动下去。然而在现实中，绝对光滑的平面是不存在的，绝对光滑只是一个假设。如果某一物体处于静止或匀速直线运动状态，那么它一定受到多个力的同时作用，这些力就会相互抵消，使物体处于平衡状态。所以，当某一物体受到平衡力的影响时，物体就可以被看作是不受力的状态，也符合惯性定律。

2.2力促使物体的运动状态发生改变

物体的运动不是由力来维持的，那么，力和运动究竟是一种什么样的关系呢？

例如，当足球运动员在训练场训练的时候，足球受到来自于脚的外力开始运动，但是当运动员不再踢足球的时候，足球就会因为失去了外力而渐渐停下来，变成静止状态。足球的静止状态并不是说运动员没有继续给足球施加力，而是因为受到了多重力的作用停了下来，这些都可以视为力的作用使物体运动状态发生了改变。还有一种状况，就是杂技演员在耍火流星时，火流星在手的作用下做匀速圆周运动，其快慢不变，但方向却一直在变，这也是物体运动状态的一种变化。由此我们可以得知，物体的运动状态的改变分两种，物体运动速度和方向。

2.3正确认识惯性现象

惯性是一个比较抽象的概念，它既不能被克服也不能被消灭。惯性存在于我们生活的方方面面。

例如，在公交车上时，汽车突然地启动或加速会使得乘客身体向后倾斜，这是因为乘客的臀部与座椅之间产生摩擦随车运动，而身体的上半部分依然保持在车子停留时原先的位置，所以上身会向后倾，由此可推，汽车急刹车时人便会由于惯性身体突然前倾。此外，还要认识到，宇宙间的一切物体都有惯性，惯性大小由物体本身的重量决定，与其他因素并无关系。

3.对力和运动关系的正确认识探讨

3.1物体不受力时的状态

当物体不受力的作用时，物体就会处于静止状态或匀速直线运动的状态。

例如，下雨天时雨滴呈现竖直下落的状态，由于外部力的存在，雨滴呈加速度状态坠落。但是如果雨滴所受的力全部消失，那么雨滴的运动状态就会变为匀速直线下落的状态。那么为什么雨滴是呈现匀速直线运动状态，而不是静止状态呢？这是因为物体在不受力的状况下，到底是静止状态还是匀速直线状态，取决于不受力前一瞬的状态。所以如果物体不受力之前是静止状态，那么物体就会呈现静止状态；如果不受力之前呈现运动状态，则会变为匀速直线运动状态。

3.2物体受平衡力时的状态

物体受平衡力时为静止或匀速直线运动状态。当物体受平衡力时，其受到的是多种力量的共同作用，此时合力为零，就会呈现静止或匀速直线运动状态。

例如，当我们用力推动一辆装满重物的小车时，小车静止不动，那么这就是因为小车与地面产生的摩擦力与我们的推力达到了平衡的状态，即多种力之间相互抵消，小车仍静止不动。

3.3物体受不平衡力时运动状态一定会变

当物体受到的力与物体运动方向相同时，物体运动速度增大，并且做直线运动；两者方向相反时，物体受到的摩擦力增大，则物体运动速度减小，并且做直线运动；而当方向不在一条直线上时，物体的运动方向就不会再呈直线运动，而是曲线运动。

例如，生活中常见的手扶电梯，当乘客在使用手扶电梯的时候，人与手扶电梯的运动状态是一致的，那么人的运动速度就会变快，但是如果乘客的运动方向同手扶电梯的方向是相反的的话，那么此时手扶电梯人的运动速度就会减慢。

4.总结

综上，力和运动的关系可用惯性来表示，要准确把握这个问题就需要明确两个问题，即物体运动状态的变与不变。物体运动状态改变是指物体运动速度或方向的改变，也可以是同时改变；物体运动状态不变是物体运动速度和方向均不改变，呈静止或匀速直线运动。掌握好惯性定律就可以更好的掌握与分析力和运动的关系。

【参考文献】

[1]严丽.中学生“力与运动”相关概念形成的研究.学科教学（物理）.苏州大学，2014（学位年度）

[2]马现规.浅谈力和运动的合成与分解.《中学生数理化：学研版》，2012年10期