第二节生活中的惯性
第二节生活中的惯性
惯性是物体的一种特性，是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。

生活中有很多应用，如通过拍打可以让衣服运动，而灰尘由于
向东发射，就可以利用地球自转的惯性节省推力．随着地球纬度的变化，各处转动的线速度也不一样，地球转动线速度在赤道处最大，而在南北极最小，几乎为零．所以，发射地点的纬度越高，所需火箭推力也越大。

在赤道附近顺着地球自转的方向发射最为省力．
怎样利用物理方法，判断一只鸡蛋是生的还是熟的？
（一）把鸡蛋放在桌上，用手把鸡蛋迅速扭动。

离手后观察它的转动情形：如果鸡蛋转动得很顺利，则为熟鸡蛋；反之，如果转动得不顺畅的，则为生鸡蛋。

因为熟蛋被扭动时，蛋白蛋黄全部一同被扭动，故转得顺利。

速地转个不停。

这就是转动惯性，芭蕾舞演员也常常利用转动惯性，使身子旋转起来。

进一步观察，我们还会发现，在运动的过程中，转动惯性的大小是可以改变的。

花样滑冰运动员在旋转的过程中，速度可以加快，也可以放慢。

运动员收拢双臂和悬着的那条腿，转动速度就加
快；平伸双臂，腿也伸开，转动速度明显地慢了下来。

你知道这是什么原因吗？
平动物体惯性的大小仅与物体质量有关，质量大惯性也大，质量小惯性也小。

转动物体的惯性，不但与质量的大小有关，而且与质量的分布有关，质量分布离转动轴远，惯性就大，质量分布离转
西存在于惯性理论中。

这不能不说是惯性理论还不完善，还有需要探究和解决的问题。

需要指出，现在惯性理论中的问题对牛顿力学的应用影响不大，但有问题不解决总不是科学自身的态度和诉求。

再者，学物理就涉及惯性，而惯性知识在力学中是个老大难问
题，教师难教，学生难学，教师和学生都存在着难以释怀的疑问和困惑，最后大家被标准答案压制服从而不能化解疑问，其结果不能不说有磨灭青少年的探索欲望和创新精神的可能。

一、理论解释中的问题
在各种中学教学辅导书及惯性理论的论文中，关于惯性的表述
有关惯性问题可陈述为下列疑问：
（一）惯性大小是由物体质量惟一决定的疑问：设甲乙两物体的质量比为比，加速度比为比，显而易见，两物体上的外力相等，也就是外力改变两物体的运动状态难易程度相同，如何解释这两个物体的质量不同却有相等的惯性大小？
（二）惯性在物体运动状态不变和变化的过程中始终相同的疑问：物体的运动状态从不变到变的某一连续过程中，物体的运动状态不变时，是因为物体有惯性，物体的运动状态变化时，物体上的惯性还是原先的惯性吗？若还是原先的惯性，但物体已经不是原先的运动状态，惯性保持物体原先的运动状态的性质如何体现？
惯性。

先说第一种情况，物体在静止或匀速直线运动状态时，惯性的“任务”是保持这种状态不变，这是一种纯粹的性质使然，不需要力或别的什么参与。

此时的惯性就是一种事物性质，谈不到它的大小，也说不出惯性它是有什么方法、什么手段、什么力量来“保
持”运动状态不变的。

再看第二种情况，惯性是外力改变物体运动状态的难易程度这句话表明，外力对物体运动状态改变的难易程度就不是“大”与“小”两个字所能概括，而是一个有变量的函数。

同一个物体，物体运动状态改变小就容易，需用的外力就小；物体运动状态改变大
大（或变小）。

惯性是如何转化为惯性力的，请看下面例子：许多人都有这样的经验，松动的锤头在硬地面上蹾几下，锤头就能套紧在锤柄上。

手拿锤头与锤柄同时向下蹾，锤柄遇障碍突然停止运动，锤头没遇障碍因惯性还要向下运动，但锤柄与锤头间要产生摩擦力阻碍锤头运动。

这个摩擦力就是改变锤头原来运动状态的外
力。

锤头的惯性要保持原来的运动状态，就转化为克服摩擦力的惯性力作用在锤头上（相当于别物体敲击在锤头上），从而使锤头套紧在锤柄上。

三、惯性的大小表现为力
在一个光滑的平面上用手推一物体，若物体的惯性只是某种性
一个人用力分别拉它们，使它们的运动状态变化相同，即在相同时间内保持相同的速度。

显而易见，他拉大的物体感到难而用力大，拉小的物体感到易而用力小；若他用同样的力拉它们，当然他感到难易程度相等，但二者的速度不能相同，显然质量大的速度小，质量小的速度大。

这个例子可以证明，物体受外力作用，其惯性保持
物体运动状态的难易程度，不仅与质量有关，而且与加速度有关。

惯性的大小既然与加速度和质量都有关系，也就是与牛顿第二定律有关系，或者说惯性的大小决定于牛顿第二定律，其定量描述必然顺理成章。

惯性与惯性的大小是两个不同的概念，惯性的“性质”不可以量度，惯性的大小可以量度。

某一速度行驶。

四、惯性理论的补充
惯性问题之所以存在许多混乱，是因为惯性理论除了有错误的论断外还有表述麻烦问题。

本文为解决这个问题，针对物体运动状态不变和受外力运动状态变化的两种状态及惯性的不同表现，引入
“惯性常态、“惯性变化态”、“惯性原因”、“惯性作用”等新概念来简化并准确表述。

物体处于静止或匀速直线运动的状态叫做惯性常态。

这是物体惯性的基本状态。

物体在这种状态下，若没有外力的作用，将永远保持这种状态。

物体在惯性常态下的惯性只能作定性描述，不能定
新的概念来表述。

物体的运动状态不变时的惯性表现，可称为“惯性原因”，即物体保持运动状态不变的原因是惯性；物体的运动状态变化时的惯性表现，可称为“惯性作用”，即物体反抗外力改变自己的运动状态是惯性的作用。

这样，既区分了两种不同状态的惯性，也不因惯性反抗成为惯性力而忽略了惯性。

五、惯性与牛顿三定律
长期以来，人们似乎认为惯性仅与牛顿第一定律有关。

实际上，惯性与三个定律都有关系。

牛顿第二定律表示力与运动的关系，实际上还有另一种关系——外力与惯性力的关系。

前面说过，物体受外力时，惯性反抗运动
础。

结束语
惯性与我们每个人都有关系，甚至说与我们生活和工作都密切相关。

你驾驭机动车，你站在行驶的公交车内，你在光滑的冰雪地面上行走，你从事体育运动等等，都能感受到惯性和惯性力的作
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用。

可以说，不管从事何种工作，明确清晰地理解惯性和惯性的作用，对我们在运动中的安全是有益而无害的。

本文最后申明：一、物体运动状态不变和变化的两种状态中，惯性的表现不同；二、惯性有具体的大小，它的大小由质量与加速度共同决定；三、惯性不是力，但能够转化为力——惯性力。

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