教学生啃好“惯性”这块骨头

许永

【摘要】惯性是物体“生来就有的”一种性质，它是物体本身的一种属性，只是由物体自身决定的，与外界条件无关。无论物体是否受到力，其惯性总是存在的。

【关键字】力；惯性；影响因素

惯性是指物体保持匀速直线运动或静止状态的性质。对于《惯性》这一难点，也是重点的内容，学生不易接受，有的学生只能知道一些表面现象，它也成了学生学习过程中一块难啃的“骨头”。我在教学实践活动中为了利于学生理解惯性及正确应用惯性解释实例，总结一些经验帮助学生啃好“惯性”这块骨头。

一、认识对象好啃骨头

古代人无法理解地球下面的人为什么不会掉下去，此困惑是由于以自己为参考系而产生的。今天的人们无法理解自由落体运动及天体的公转运动也是惯性运动，此困惑是由于以牛顿惯性为"参考系"而产生的。惯性的实质就是：物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部的熵状态的一种属性。

学习惯性，还要从另两个方面去理解，第一，对于自然界中的任何物体，大到星球，小到分子、原子，一切物体都具有惯性。第二，无论物体处于何时、何地或何种运动状态，其惯性始终存在。例如，有的学生在回答问题时，常常在“惯性”一词前面加上“产生”、“受到”、“出现”等词语都是错误的。这样强调，使学生对惯性的模糊认识变为清晰。

二、准确判断轻松啃骨

1、惯性不是力

我们知道：力是物体间的相互作用，物体只要受到力，就一定有其它物体存在并且施加了作用，可见力是一种作用效果。而惯性是物体不管有无其它物体存在和是否施加作用都存在，而且是不变的性质。惯性是物体“生来就有的”一种性质，它是物体本身的一种属性，只是由物体自身决定的，与外界条件无关。无论物体是否受到力，其惯性总是存在的。

惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。一个物体，只要不受外力作用，原来静止的就会一直静止下去，而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于：惯性是否是物体的性质？依据牛顿第一运动定律，任何物体均具有惯性。因而，看来惯性不是被研究物体的性质，因为这一性质是一切物体所具有的，也就是说它与物体的个别特征无关。因而，惯性只能是存在的一个特征，是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说，它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。

2、惯性的影响因素

有些学生认为：物体速度越大，惯性越大，当速度为零时，惯性也就没有了。可是前面我们已经讲过，惯性既然是物体本身的一种性质，当物体存在时，惯性就存在，可见惯性与物体速度大小是没有关系的。那么，惯性的大小究竟与什么因素有关呢？

惯性的大小只与物体的质量有关。例如：在空中，一架大型客机和一架小型飞机以相同的速度向相同的方向飞行，这时两架飞机同时接到命令要掉转机头往回飞，哪一架飞机掉转机头比较迅速呢？显然小飞机转得快，大飞机转得慢。所以惯性大小与质量有关。质量越大，惯性越大。只要物体存在，质量也存在，惯性就会存在。

质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领：因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话，则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言，力越小其运动状态就越难改变。

“质量是物体惯性大小的量度”这个论题，在几个角度去看都是错误的。第一，质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系，从内容上来看是个体与存在的关系，在它们之间，人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二，“物体的惯性”这样的说法缺乏依据，因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三，“惯性的大小”这样的说法也缺乏依据，因为惯性没有大小，惯性只是存在的一种表达方式，一种特定状态的显现。第四，既然惯性并无大小，我们也不可去进行量度，事实上，任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系，因为这一函数关系并不存在，它只是人们的一个虚假的逻辑推测，谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比，更不能得出它们之间的比例系数，因为这些关系均是虚假的。因而，物理学界流传的物体的惯性等于它的质量只是人们一个随心所欲的错误言说。

此外需特别强调的是惯性与物体的运动速度没有直接关系。高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以，在城市的市区，对机动车的车速都有一定的限制，以利于行车安全。在这里，不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大？略作思考，读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是，由于车辆质量较大，而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小，不能使车辆很快地减速，从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大，那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。？并且，这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

三、掌握步骤啃好骨头

我们发现许多同学在解答有关现象的问题时，常常只会笼统地回答“这是由于物体的惯性原因造成的”，表达得很不准确，不能够回答问题的实质。为了提高分析问题的能力和培养表达能力，可以按一定的步骤进行分析，供大家参考。

a.确定研究对象。

b.弄清研究对象原来处于什么运动状态。

c.分析研究对象的受力情况。

d.由于惯性，研究对象运动状态的改变情况。

通关上述阐述，能够说出了问题的实质，有利于改变学生的一些习惯思维，使学生对惯性的认识更透彻，提高了学习兴趣，为学习好物理基础知识奠定了良好的根基。

参考文献：

[1]马英卓：用惯性力学三定律解力学习题。《当代物理世界—物理论文集》网站

[2]引力神话的根源———解释惯性力学三定律一文由