第二节 生活中的惯性.doc

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，而灰尘由于惯性将离开衣服；洗衣机脱水时，水由于惯性而被甩出，锤头松了，锤柄在地上撞几下，锤头就紧紧套在锤柄上等；同样，惯性在生活中也会产生很多危害，如汽车刹车总要前进一段距离才能停下，车内的人将会向前冲出等，故为了防止惯性的危害我们要采取一定措施，如车前排的乘客要系好安全带，雨雪天要减速慢行等。 惯性现象在日常生活中十分常见，在学习中要注意细心观察，认真领会，用所学惯性知识解决相关的物理问题．在充分利用惯性为我们生活服务的同时，也要防止因为惯性给我们带来的危害． 如射卫星所需的推力不但与卫星所受重力和发射的倾角有关，而且还与发射方向和发射地点的纬度有关。 按照赤道上某点计算，地球由西向东以460 m/s的速度转动．如果火箭向东发射，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。反之，生蛋被扭动时，只是蛋壳受力，而蛋白和蛋黄几乎未受力。由牛顿第一定律（惯性定律）可知，蛋白和蛋黄因惯性几乎停留不动。于是，蛋壳的转动就被蛋白拖慢了。 （二）待鸡蛋转动一段时间之后，突然按停鸡蛋瞬间，并立即缩手。如果缩手后不再转动的，则为熟蛋；反之，缩手后能自动再转几下的，则为生蛋。 因为熟蛋被按停时，蛋壳、蛋白和蛋黄都全部停止，缩手后就继续静止。反之，生蛋在按停时，只是蛋壳暂时停止，但蛋白和蛋黄因惯性仍然转动。故缩手后，能带动蛋壳重新再转几下。 惯性会改变之谜 物体不但平动的时候有惯性，转动的时候也有惯性。比如，花样滑冰运动员在冰上作旋转动作，两腿停止用力以后，身子还能疾速地转个不停。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，质量分布离转动轴近，惯性就小。 花样滑冰运动员旋转的时候，两臂平伸，伸开一条腿的时候，身体的一部分质量就转移到离转动轴比较远的地方，转动惯性增大，旋转速度就慢；收拢手臂和腿的时候，这部分质量就转移到离转动轴比较近的地方，转动惯性减小，旋转速度就明显地加快。 惯性新说 所谓惯性新说，不是否定和扬弃传统的惯性理论，再炮制一套新的东西，而是在原有惯性理论的基础上，对惯性理论作修正错误的论断和补充新的内容。 自从伽利略、笛卡儿、牛顿等科学大家，提出、创立了惯性理论，为牛顿三定律打下了理论基础，最终成就了牛顿力学。然而，我们应用牛顿力学时，总感到有一种说不清、叫不硬、绕不过的东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，关于惯性的表述是有变化和差别的，综合一下，大体上可归结为下面所述的惯性定义和解释： 惯性的定义：一切物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。 惯性的解释（或推论）：1、惯性是物体的固有属性，它与物体的运动状态、受力情况无关。2、惯性不是力，即不是反抗物体运动状态改变的力。3、当物体所受的外力为零时，惯性表现为保持物体的运动状态不变；当物体所受的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。4、物体的惯性大小是由质量惟一决定的，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 本文认为：惯性的定义没有问题；惯性的解释有一些问题，具体表现为论断有错误和表述不恰当。 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