浅谈初中物理教学中惯性教学

来源 :金色年华·下半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zwb1102
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:在教材中惯性的定义是:一切物体都有保持自身原有的静止状态和匀速直线运动状态的性质。我们把物体的这种性质叫做惯性。并且指出了惯性的一些特征:一切物体无论是固体,液体,还是气体,无论物体质量的大或小,无论是静止还是运动,无论受不受力都具有惯性;惯性是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,无单位,无方向性,可以比较大小,惯性是自然界中一切物体的固有属性在初中的物理教学中,学生对其理解和掌握上存在许多的疑惑,笔者自己也对这部分教学内容存在一些疑虑的地方,现在写下来,与各位读者共同商榷。
  关键词:物理 惯性 认识
  
  惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中经常遇到的现象,但在初中的物理教学中,学生对其理解和掌握上存在许多的疑惑,笔者自己也对这部分教学内容存在一些疑虑的地方,现在写下来,与各位读者共同商榷。
  在教材中惯性的定义是:一切物体都有保持自身原有的静止状态和匀速直线运动状态的性质。我们把物体的这种性质叫做惯性。并且指出了惯性的一些特征:一切物体无论是固体,液体,还是气体,无论物体质量的大或小,无论是静止还是运动,无论受不受力都具有惯性;惯性是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,无单位,无方向性,可以比较大小,惯性是自然界中一切物体的固有属性。
  以上特征内容就有许多让人疑惑的地方,首先一点,惯性是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,无单位,无方向性。这本身就有矛盾,既然惯性有大小就应该可以比较,那没有单位如何进行比较,如何计算,这是最基本的。二十世纪初,德国数学家诺特尔证明了,物体的惯性是在时间均匀与空间对称情况下的必然结果。惯性不是个别物体的性质,个别物体只是惯性的显性,惯性的本质与个别物体的特性无关。从而我们就不能用反映个别物体性质的量(例如质量)来测度惯性。因此惯性应该无大小可言,它只是存在的状态的表现。
  通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由: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,惯性所揭示的不是其使(或阻碍)物体运动状态发生改变的难易程度能力,而在于物体保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领。如果说惯性与物体的质量有关的话,那我们也可以说惯性与物体的速度也有关,也可以说与力的大小也有关。在质量相同的物体中,运动速度大的物体比速度小的物体在受到相同的力的作用下,运动状态更不易改变,我们是不是可以说惯性与速度的大小有关呢?是不是可以说物体的速度越大惯性越大呢?同样的,质量相同的物体中,如果他们的运动状态完全相同时,施加较小的力比施加较大的力更不容易改变物体的运动状态,我们是不是可以说惯性与力的大小有关呢?是不是也可以说物体受到的力越大惯性越大呢?所以惯性应该与物体的质量无关。
  通过这些我们看看平时经常讲到的惯性的例子:1、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,在市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。2、车辆由于装载货物过重因惯性而不能及时制动常造成交通事故,所以对机动车的载重都有一定的限制,以利于行车安全。这两个事例用惯性解释明显有些牵强,而应该用能量的内容来解释,动能公式E=1/2mv ,动能的小与物体的质量和速度有关,当车辆制动时阻力产生的能量W=fs等于车辆的动能E时,车辆就会停止运动,从而我们能看出当车辆超速和超载时,需要制动的距离就会长,所以不安全。所以说超速和超载带来的不安全因素不是由于惯性的原因。再如,把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢地套在锤柄上了。这也应该用能量来解释才合理,以固定的物体为参照物,锤头在运动过程中有一定的动能和势能,当锤柄遇到障碍物时,由于摩擦力需要克服锤头的这些能量,所以锤头和锤柄发生了相对的位移,从而使锤头牢牢的套在锤柄上,而不是由于惯性使锤头牢牢的套在锤柄上。再有,小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若将木块的重心降的越低,木块就越不容易倾倒,这就说明小车上木块的倾倒不是由于惯性的原因,是力矩变化的结果。
   因此说惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于车辆制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。
   从上面的讨论可以看出:“质量是物体惯性大小的量度”这种说法从几个角度去看,都是有疑惑的。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性质的关系,在它们之间,不可能找到逻辑上的因果。第二,“物体具有惯性”这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体特有的性质。物体只是作为惯性的表现而存在的。第三,“惯性有大小”这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在与物体的一种方式,一种特定状态的显现。第四,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,只出过测量的工具。所以惯性并无大小,我们也不可去进行量度,它只是人们的一个逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成反比 ,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。
   惯性不是被研究物体的性质,不是改变(保持)物体运动状态的原因,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。
其他文献
在声音的训练上,民族声乐与西洋唱法的借鉴是多方面的,首先,在气息上,民族声乐与西洋唱法从本质上说它们对气息的要求在原理上基本是一致的.只是西洋唱法中,所要求的呼吸更深
新的一年,围绕工作重心,大胆创新,积极探索,不断完善工作机制,深入开展规范化创建,提高公司自身发展能力,打造新的竞争优势;更加注重经济增长的质量和效益,全力助推集团总公
期刊
期刊
摘要:科学技术的教育与对人文精神的教育取得良好的共同发展是促进个人全面进步乃至整个人类社会协调发展的重要保障。科学精神与人文精神的统一的实现,可以很好的帮助我们实现教育观念创新,人民全面发展,现代化建设高速高效的各项重要目标。本文就在此对科学精神和人文精神的辩证统一性进行分析。  关键词:科学精神;人文精神;辩证统一  一、科学精神与人文精神的定义  通常我们会将科学精神定义为关于事实的知识,注重
期刊
从人类诞生至今一直在不断的从事寻找美的艺术的活动,向往美好的事物并留下了那些不朽的艺术品。人们沉醉在这些美好的艺术氛围中,也在国内外先贤艺术品的滋养下,发展着新时期中国美术。经过了几十年的发展,中国社会环境发生了很大的变化,而当下有很多艺术家的创作更多的由表现唯美的,纪实性的转变为表现丑陋的,血腥的,错乱的,夸张变形的。这些所谓的丑的东西不仅出现在艺术界,还出现在网络,电视等大众媒体上,等等此类的
期刊
明代州县官是一州一县的最高统治者,州是政府和州县官阶层,在传中国社会中起着至关重要作用。从州县官收入入手,对傣禄、职田、家伙银、常例、耗银等进行深入研究,对于研究明
职场中有一种非常微妙的人际关系,就是和客户的私交.那句“办事靠关系”的心诀,让很多人陷入客户关系的“围城”.“城外”的人想尽办法拉“关系”,以便展开工作;“城内”的人