浅谈对惯性与惯性定律的理解

时间:2022-08-22 08:57:30

摘要:惯性是一个重要的物理概念,惯性是物体的物理属性,学习惯性要注意区别惯性和惯性定律,惯性与力,惯性与运动状态之间的关系,并且能应用惯性的知识解释有关惯性现象的说理题,

关键词:惯性惯性定律理解

惯性是一个重要的物理概念,惯性的定义是“物体具有保持运动状态不变的性质”。《课程标准》对惯性的教学目标描述为“通过实验探究,理解物体的惯性”。苏科版8下《物理教师教学用书》将其教学目标描述为“通过观察和归纳建立惯性的概念,并能用于解释与惯性有关的现象”。为了理解惯性及正确应用惯性解释有关现象,在教学中主要以下几方面。

一、设计能说明物体具有惯性的实验。

让学生利用身边的器材自主设计实验,建立惯性的概念,加深对惯性概念的理解,激发学生的成就感和钻研精神。如用学生手中的钢笔帽做实验,将钢笔帽压住课桌边的纸条,突然抽动纸条,而钢笔帽却未移动。再比如,将小车放在平板的左边,把木板立在小车上,使小车向右运动,当小车遇到障碍物而突然停止运动时,木块向前方倒下。

二、学习惯性,应从两个方面理解。

1.必须明确自然界的任何物体,无论是大到星球还是小到分子、原子,一切物体都有惯性。

2.无论物体何时何地或处于何种运动状态,其惯性始终存在,既不会消失,也不会时有时无,因此,惯性是物体的物理属性。

有的同学在解释问题时,常常在“惯性”一词的前面加上“产生”“受到”“出现”等词语,却是错误的,这些说法反映了同学们对物体惯性的固有属性认识不清,理解不深。

三、理解惯性要注意三个方面的区别

1.区别惯性和惯性定律

惯性定律描述了物体不受力时的运动情况,即“一切物体在没有受到外力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态”,也就是说,物体在没有受到外力作用的时候,若物体原来是静止的就是永远保持静止状态,原来是运动的就以没有受到力作用的那一时刻的速度的大小和方向作匀速直线运动,反之,如果物体受到外力的作用(合力不为零)时,物体则不可能保持匀速直线运动或静止状态不变,因此,惯性定律是理想状态下的运动规律,大量的事实可以推正这一定律是正确的。

惯性是物体本身的固有属性,它由物体自身决定,与外界条件无关,即无论物体是否受力、物体的运动状态、物体的形状等均无关系,惯性总是存在。

惯性定律是研究物体不受力作用时的运动状态,是运动定律,由受不受力决定,与自身性质无关,因此,在分析或解释物体现象时,绝不能把它们混同起来。

2.区别惯性与力

惯性与力是两个不同的概念。惯性是物体本身的一种性质,与别的物体是否存在无关,与外界条件无关,是由它本身的质量的大小决定的,其质量越大的物体,惯性就越大。而力是物体对物体的作用,只有在两个物体发生作用时才能产生,一个物体不能对自己产生力的作用,它是由两个物体间相互作用的力的大小来决定的,跟相互作用的另一个物体有关。惯性要维持物体原来的运动状态不变;而力是改变物体运动状态的原因,惯性没有方向、作用点,而力是由大小、方向、作用点三个要素构成的。

3.区别惯性与运动状态的关系

我们在学习惯性时,常常以车辆突然开动或刹车等运动状态改变过程中揭示其存在的。因此同学们误认为:物体只有在运动状态改变时才有惯性,这是一种误解,物体在任何时候都存在惯性,这与物体表现或不表现出惯性是两码事,无论运动如何,物体的惯性始终存在。

还有的同学认为:“物体运动速度越大,惯性就越大”。这种看法是不正确的。惯性是物体自身的性质,那么惯性的大小由物体本身的质量决定,质量大的物体惯性大,质量不变,惯性不变。或者说,惯性的大小由物体的质量来量度,那么同一物体的速度大时,为什么运动状态比慢时难以改变呢?这个问题相对而言比较复杂,不能单纯用惯性现象来解释。

四、解释惯性现象的问题分四步走

在教学中,我们发现许多同学在解答有关惯性现象的说理题时,常常只会笼统的回答:“这是由于物体惯性的原因造成的”。表达很不准确,似是而非。为了提高分析能力,回答问题时触及问题的实质,并培养表达能力,可按如下程序进行,

变化不变化的原因

原来的状态后来的状态

分四步进行分析,(1)确定研究对象,(2)弄清研究对象原来处于何种运动状态,(3)分析研究对象的状态是否变化的原因,即受力情况,(4)研究对改变运动状态的情况。

例如,苏科版物理课本八年级下册82页习题第2题,人们常用力拍打刚晒过的被子,使灰尘落下,这是什么道理?

按照上面的步骤进行分析,(1)研究对象是“被子和灰尘”,(2)拍打刚晒过的被子前,被子和灰尘处于静止状态,(3)拍打刚晒过的被子,被子由于受到力的作用由静止变为运动,灰尘由于惯性保持原来的运动状态,(4)所以灰尘从被子上落下。

参考文献:1.全日制义务教育《物理课程标准》北京师范大学出版社

2.苏科版《物理教师教学用书》(8下)

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