鮑生林
(青海省民和縣第一中學)
對牛頓第一運動定律即慣性定律的物理意義,有些學生往往認識不足,很容易產生一些誤解,以為牛頓第一運動定律定義了慣性和力,它是牛頓第二運動定律的特例,并無重要意義。其實,牛頓第一運動定律即慣性定律不僅是一條獨立的物理定律,而且還是整個動力學的出發(fā)點,對它不做深刻的研究,就不能真正懂得整個牛頓力學體系。
牛頓第一運動定律即慣性定律,最早見諸于牛頓的名著《自然哲學的數(shù)學原理》一書,可譯成:“每個物體繼續(xù)保持其靜止或沿一直線做等速運動的狀態(tài),除非有力加于其上迫使它改變這種狀態(tài)?!边@里給出的力的定義是定性的,不能看作是給力下了確切的定義。真正明確的,定量的力的定義是由牛頓第二運動定律給出的,力是產生加速度的原因。
認為牛頓第一運動定律即慣性定律定義了慣性的說法是不妥當?shù)?,所謂慣性即物體有保持靜止或勻速直線運動的特性,是物體具有的一種本質屬性,它與物體運動狀態(tài)是否發(fā)生變化無關,可見慣性定律并不是用來解釋物體這一具體屬性的,只能說慣性定律給出了慣性這一概念,不能說是定義了慣性這個客觀屬性。
把牛頓第一運動定律即慣性定律看做是牛頓第二運動定律的特例,這是一種似是而非的看法,是沒有看到慣性定律也是一條重要力學定律的緣故。慣性定律首先揭示了維持物體運動的原因是物體的慣性,這就不是牛頓第二運動定律所能替代的。其次,慣性定律確定了運動定律在其中完全成立的參照系即慣性參照系。如果不是由第一運動定律建立了慣性系。那就無法正確表述其他運動定律??梢?,慣性定律是一條重要的獨立的物理學定律。
這一規(guī)律說明了物體具有慣性的性質,即原來靜止的物體不受力時將保持靜止狀態(tài),原來運動的物體將保持勻速直線運動狀態(tài),所以當沒有外力改變物體運動狀態(tài)時,物體將保持原來的運動狀態(tài)。因此慣性是物體具有的一種性質,而牛頓第一定律是物體不受力時遵循的一條客觀規(guī)律。
對于牛頓第一運動定律即慣性定律,我們可以概括地說,它是力學,也是整個物理學的出發(fā)點,它歸納了伽利略等人的科學成果并升華到理論高度,給出了力的定性定義、慣性概念和定義了慣性參照系。慣性定律不能通過其他物理定律或某個具體實驗來獲得,它是一條具有獨立意義的重要定律。
余安軍.淺談慣性與慣性定律的教學.科學咨詢,2012(31).