物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵：從“看懂”到“會(huì)做”的深度跨越

我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情景：坐車的時(shí)候，突然一個(gè)急剎車，我們的身體會(huì)控制不住地猛然向前傾抖，有時(shí)甚至?xí)�把頭重重地撞在前檔風(fēng)玻璃上… … 你留心并思考過這些身邊的小事嗎?你知道為什么會(huì)發(fā)生這種情形嗎?

慣性定律又稱牛頓第一定律，它的表述內(nèi)容是一切物體在不受任何外力的作用下，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這一定律不僅科學(xué)地闡述了一個(gè)物理概念，而且包含了力和慣性這兩個(gè)元素，正確地解釋了力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，開創(chuàng)了力學(xué)史上的新紀(jì)元。

這條基本定律的發(fā)現(xiàn)和三位著名的科學(xué)家有關(guān)，他們分別是伽利略、笛卡兒和牛頓。

16 世紀(jì)代，伽利略做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動(dòng)，小球?qū)?ldquo;沖”上另一個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙�到原來的高度。減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍將達(dá)到同一高度，但這時(shí)它要運(yùn)動(dòng)得遠(yuǎn)些。

繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，球達(dá)到同一高度時(shí)就會(huì)離得更遠(yuǎn)。于是他想道：若將第二個(gè)斜面放平，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

伽利略通過此實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到：運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小，其運(yùn)動(dòng)速度減小得就越慢，運(yùn)動(dòng)時(shí)間就越長(zhǎng)。他還通過進(jìn)一步的推理得出結(jié)論：在理想情況下，如果水平表面絕對(duì)光滑，物體受到的阻力為零，它的速度將不會(huì)減慢，這時(shí)將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

后來，笛卡兒等人又在伽利略研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深人的研究，他得出結(jié)論：如果運(yùn)動(dòng)物體不受伯升可力的作用，不僅速度大小不會(huì)改變，而且運(yùn)動(dòng)方向也不會(huì)改變，它將沿著原來的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去。他還以為，這應(yīng)該成為一個(gè)原理，它是人類整個(gè)自然觀的基石。

隨后，英國著名的科學(xué)家牛頓，總結(jié)了前人的研究成果，在此基礎(chǔ)上概括出一條重要的物理定律：一切物體在沒有受到外力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這就是牛頓第一定律，也就是我們常常說的慣性定律。牛頓曾經(jīng)說過：“我之所以成功，是因?yàn)檎驹诹司奕说募绨蛏稀?/p>

”可以說，牛頓正是因?yàn)槲�收借鑒了伽利略.、笛卡兒等人的研究經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果，才總結(jié)出了牛頓第一定律這一著名的科學(xué)定律。如果沒有前人的努力和經(jīng)驗(yàn)，即使聰明絕頂?shù)呐ｎD，也是不能成功的。這也教育我們，只有通過吸取前人們留下來的經(jīng)驗(yàn)，我們才能成長(zhǎng)得更快一、更好，我們是站在前人的肩膀上成長(zhǎng)起來的。

我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，把雞蛋用力在桌面上轉(zhuǎn)動(dòng)一下，容易轉(zhuǎn)動(dòng)的是熟的，不容易轉(zhuǎn)動(dòng)的是生的。這種區(qū)別生蛋和熟蛋的方法就是慣I 比的應(yīng)用。這是因?yàn)樯�蛋里面的蛋黃和蛋白是液體，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蛋殼雖然轉(zhuǎn)動(dòng)起來了，但是里面的液體卻由于慣性要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，阻礙蛋殼的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不容易轉(zhuǎn)動(dòng)。

如果我們用手按一下轉(zhuǎn)動(dòng)的生蛋，放手之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)生蛋晃動(dòng)不停，還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)幾圈。這是因?yàn)槲覀儼匆幌碌皻�時(shí)，蛋殼有了停止運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但里面的液體還要保持其轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，放手后，液體還會(huì)帶動(dòng)蛋殼轉(zhuǎn)幾圈。而熟蛋里外是一體的，就不會(huì)出現(xiàn)上述情況了。

生活中的慣性無處不在。我們要利用慣性，也要防止慣性給我們帶來的危害。許多交通事故造成的損失傷害，都與物體的慣性有關(guān)，為了減少此類事故的再發(fā)生，在公路交通管理中有許多要求和措施。如：對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的速度的限制;要求駕駛員和前排乘客必須使用安全帶;保持一定車距;禁止超重;前方轉(zhuǎn)彎時(shí)，減速慢行等。