关于惯性的探讨

沪教版初中八年级物理第三单元《运动和力》部分在最后结束时谈到运动与力之间的关系时，按照：先由亚里士多德提出力是维持物体运动状态的原因，再由伽利略通过实验进行猜想：物体的运动不需要力来维持，最后由牛顿做出总结：一切物体都具有保持原来运动状态的性质，直到有外力迫使它改变为止。这就是著名的牛顿第一运动定律产生的过程。人们把牛顿第一运动定律中提到物体具有保持原来运动状态的性质，叫做惯性。所以，牛顿第一运动定律也叫做惯性定律。我们在平时日常生活中，对一些保持原来行为、思维等也叫做惯性，其出处就是从我们物理中对惯性的含义衍生出来的。

惯性到底是一个什么样的东西？我想就我在教学过程中的体会来谈谈对惯性的认识。惯性是一种看不见摸不着的东西，但是却真实存在着，它是物体本身的一种性质，物体一旦存在了，这个物体就具有惯性，无论它处于什么样的状态下，在什么样的环境中惯性都跟随了这个物体，直到这个物体不存在了，惯性也就没有了依存的对象。所以惯性只与物体本身有关。不同物体惯性的比较可以通过比较质量来做比较，质量大的物体具有的惯性较大，质量小的物体具有的惯性较小。而在此时好多学生会对速度是否会对惯性产生影响存在疑问，因为他们提出：缓慢运动的子弹容易被停住，而高速飞行的子弹不容易被停住，所以高速飞行的子弹具有的惯性大。在没有学到机械能的情况下的解释只能从反推的方面来做解释：若速度对惯性有影响，从高速飞行的子弹具有的惯性大，缓慢运动的子弹惯性小，那么静止的子弹呢？是否没有惯性？与一切物体都有惯性就是相互矛盾的。所以这种假设是不成立的。

在第四单元《简单机械》部分在最后谈到能量的时候，对动能的定义是：物体运动时具有的能量。

那么，对动能到底如何认识？我也从我的角度做一个阐述。所谓的能量，实际上就是做功的本领，所以提及能量的时候一般都要和做功扯上关系。运动中的物体具有做功的本领，这种本领就叫做动能，关于做功的多少则是反映动能多少的一个表象。所以，我们正是通过对同一物体做功的多少的方法来比较出物体具有动能的多少的。方法如下：让小球从斜面上滚下来，推动水平面上的物体移动。通过此方法研究出：影响物体的动能的因素是物体的质量与速度。但物体处于静止状态时动能为零。

“惯性”与“动能”都是物体具有的，两者之间到底存在什么样的关系？还是两者都是一回事，某种物理现象用两者都能解释？解释的结果是一样的？下面就这个问题，我来谈谈自己的看法。

请注意：这两者都与物体的质量有关，这是两者的共同点。正是因为这个共同点的存在，就使得两者容易混淆，如前面比较缓慢运动的子弹与高速飞行的子弹的惯性时，很容易就会造成错觉，以动能的关系取代了惯性的关系。两者的不同点是：惯性与速度无关是物体本身的性质，一个物体的惯性是不可能为零的；而动能与速度有关，且速度对动能的影响比质量对动能的影响更大，当物体的速度为零时，物体的动能为零。需要说明的是：两者的本质区别是，一个是维持原来的状态，另一个则是要通过做功来体现。由此可见，两者之间既有相同点也有不同点。那我们如何来区分在一些物理现象中到底需要从哪个方面来加以解释。

从本质上来看，静止的物体很好区分，因为静止的物体，动能为零，但是却具有惯性，所以比较惯性的大小直接比较质量的大小即可。如静止在水平地面上的轿车和火车具有的惯性火车更大。而运动的物体由于动能和惯性都具有，在这种情况下要区分两者则应该从两者的作用来看：惯性是要维持原来的运动状态，而动能是运动中具有的做功本领。这两者并列存在于同一个物体中，却是描述物体的两个方面。我们可以再来看看缓慢运动的子弹和高速运行子弹的惯性的比较，有同学认为高速运行子弹运动状态较难改变所以其具有的惯性大。这一点倒是契合了惯性是运动状态改变的难易程度的本质，但是却忽略了两种状态下运动状态改变的程度不一样，缓慢运动到高速飞行，或从高速飞行到缓慢运动，当两者速度改变量相等时，再来比较其改变运动状态的难易程度。换句话说，认为高速飞行子弹惯性大的同学是因为在不同条件下做出的比较而出的错。若条件不同，那是什么引起高速飞行子弹难以停下来的？无疑是动能。可以从做功本领来看，缓慢运动的子弹击中木块，和木块一起运动，最后停止下来，和高速运行的子弹击中木块和木块一起运动最后停止下来相比、后者做功更多，具有的动能更大。这样就可以知道，高速飞行的子弹和缓慢运行的子弹具有的惯性相同，而前者具有的动能更大。

文章来源：《中国惯性技术学报》 网址: http://www.zggxjsxbzz.cn/qikandaodu/2020/1119/400.html