惯性和惯性定律

在学习物理的过程中，有些同学将“惯性”和“惯性定律”混为一谈，其原因是没有深刻理解惯性的概念和惯性定律的内涵.

一、惯性

惯性是指“物体具有保持运动状态不变的性质”，对于惯性，以下几个问题需要弄清楚：

1.定义中有“保持运动状态不变”这一说法，而只有“静止”或“匀速直线运动”的物体，其运动状态才是不变的，因此有同学认为只有“静止或匀速直线运动”的物体才有惯性.这种理解对吗？

物体保持运动状态不变的性质应该理解为：运动的物体总要保持原来的运动状态而不容易一下子改变，比如：运动的汽车在急刹车后，因为汽车原来是运动的，无论汽车是做匀速运动还是变速运动，它总要保持原来的运动状态，因此，刹车后它由于惯性还要向前继续运动一段距离；静止的物体总要保持其原来静止的状态而不会一下子改变，比如站在汽车里的乘客，当汽车突然启动时上身总要向后倾倒，这是因为乘客原来处于静止状态，当汽车突然启动时，脚由于受到车厢地面的摩擦而跟着运动，而身体的上部由于惯性要保持原来的静止状态，所以要向后倾倒.再比如，当汽车向左拐弯时，我们的身体总要向右倾倒，这也是由于身体具有惯性的缘故.因此，无论物体是否受力，无论物体受到什么样的力，无论物体是静止的还是运动的，也无论物体做怎样的运动，它们都有惯性.可见，任何物体在任何时候都有惯性，惯性是一切物体的固有属性.

2.惯性的大小跟物体运动的速度有关吗？

汽车的速度越大，急刹车后向前冲出的距离就越远，运动员在跳远时要助跑，助跑的速度越大，跳远的成绩也会越好.因此，有同学认为“物体的速度越大则惯性越大”，这样理解可以吗？我们可以采用反证法，如果这种观点是正确的，那么，物体的速度越小则惯性越小，那么速度为零（即静止的物体）呢？应该没有惯性，这显然是错误的，因为任何物体都具有惯性.那么，惯性的大小跟什么因素有关呢？惯性只跟物体的质量有关，物体的质量越大则惯性越大，因为质量越大的物体，其运动状态就越难以改变，就越容易保持原来的运动状态.

3.惯性是一种力吗？

不是.惯性是物体本身具有的一种性质，不是别的物体施加给它的，因此，“受到惯性”或“受到惯性力”等之类的说法都是错误的，只能说物体“由于惯性”或“具有惯性”.

二、惯性定律

惯性定律，即牛顿第一定律，指的是“一切物体在没有受到力的作用时总保持静止状态或匀速直线运动状态”，对此定律，我们可以作如下的理解：

1.从物体原来的运动状态这一角度来认识，定律中的“一切物体”可分为“静止物体”和“运动物体”两类，故定律可分述为：静止物体在没有受到力的作用时总保持静止状态；运动物体在没有受到力的作用时候总保持匀速直线运动状态.

2.从物体受力情况的变化这一角度来认识，如果物体原来没有受到力的作用，后来也没有受到力的作用，则原来静止的物体仍保持静止，原来运动的物体将做匀速直线运动；如果物体原来受到力的作用，后来的某个时刻，所受到的力同时撤消或同时消失（即不受力的作用），那么原来静止的物体仍保持静止，原来运动（不管是怎样的运动）的物体将立即做匀速直线运动.

3.有同学提出，在课本的实验中，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车虽然不再受到阻力的作用，但是要受到重力和支持力（如图所示）的作用，因此说小车“不受力”是不正确的.确实，“不受力的作用”是一种理想情况，现实中真正不受力的物体是不存在的，但是，当物体受平衡力的作用时，如果这对平衡力的方向和物体运动方向垂直，那么这对平衡力对物体的运动不会产生任何影响，可以看做物体“不受力”，因此，有些教材上把惯性定律表述为“一切物体在没有受到外力作用时总保持静止状态或匀速直线运动状态”，其实，物体受到和运动方向垂直的平衡力等效于没有受到外力.

惯性定律的实质是揭示了力和运动的关系，它间接地说明“力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因”，即“物体的运动状态发生了改变，它一定受到力的作用.”

例关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）.

A.物体不受力的作用时，一定静止

B.物体做匀速直线运动时，一定没有受到力的作用

C.物体的运动状态发生改变时，它一定受到力的作用

D.物体受到力的作用时才能向前运动

解析A、B的理解都是片面的，A中的物体还可以做匀速直线运动，B中的物体也有可能受到平衡力的作用；牛顿第一定律告诉我们，物体运动不需要力来维持，故选项D错；根据力和运动的关系，如果物体运动状态发生改变，那一定受到了力的作用.应选C.

最后，可以得到“惯性”和“惯性定律”的两点结论：

1.“惯性”是指物体固有的属性，描述的是自然界普遍存在的一种现象，不随外界条件的改变而改变；而“惯性定律”是描述不受外力作用时物体的运动规律，其前提条件是物体不受力或受平衡力.

2.任何物体都有“保持静止状态或匀速直线运动”状态的性质，而只有不受力或受平衡力作用的物体才能“保持静止状态或匀速直线运动状态”.

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