“惯性”教学的几点体会

赵再友

【摘要】明确惯性概念，理解惯性现象，既是学习运动和力的关系乃至整个力学的基础，又是培养学生理论联系实际的重要途径。

【关键词】惯性；教学；体会

一个物理概念的形成，既要明确建立概念的必要性，又要排除生活“经验”所造成的误解，在此基础上抓住正确理解概念的要点，才能学好概念，运用好概念。惯性是运动和力的关系知识中的一个重要概念，又与实践知识紧密相联。明确惯性概念，理解惯性现象，既是学习运动和力的关系乃至整个力学的基础，又是培养学生理论联系实际的重要途径。惯性是一个抽象的科学概念，在教学中还应重视发展学生的抽象思维能力，开发学生的智力。惯性虽然众所周知，但学生往往不能正确理解，因此不能正确解释一些惯性现象，学生把概念背得滚瓜烂熟，一接触到实际问题，就犯经验性错误。为使学生正确理解惯性概念，在教学中必须讲清下面几点。

1“惯性”的意义一切物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的这种性质叫惯性。“一切物体”都具有惯性，不是指某一个物体，也不是我们研究的物体的个别性质，而是任何物体都具有的。不论是宏大的天体，地球上的物体，还是微观粒子都具有惯性；不论物体在地球上，还是在月球上都同样具有惯性；不论物体处于什么状态它都具有惯性，即物体是处于固态它具有惯性，处于液态或气态它同样具有惯性；惯性是物体的一个固有属性，任何物体，在任何状态下的任何时间里都有惯性，如宇航员敢离开飞船在宇宙中和飞船并驾齐驱；飞行的子弹如不受重力和空气阻力，它将保持匀事直线运动下去，这一点应深刻理解。教师应抓住概念中的关键字。一切物体都具有保持……的性质”，反复讲授，引导学生讨论，理解概念本身含义。教师应在下列方面讲清其内涵：惯性既是物体的固有性质，就不能说物体处于匀速直线运动状态或静止状态时有惯性，而运动状态改变或所受合外力不为零时就没有惯性；也不能说：“我们现在研究的对象具有惯性”，而“其它未研究的物体就没有惯性了”。因而，看来惯性不是被研究物体的性质，这一性质是一切物体具有的，也就是说它与物体的个别特征无关。再结合“行驶中的汽车或火车，由于惯性不能立即停止，即使紧急刹车，也要向前运动一段距离才能停下来”这一实例，指出“对运动物体即使加上很大的阻力，要使它停下来仍需一段时间”，正是运动物体要“保持”匀速直线运动状态的性质表现；再以汽车出发时即使加在大油门使牵引力很大，也不可能立即开得很快为例阐明“对静止物体即使加上很大的推动力，要使它达到某一速度仍需一段时间”也正是静止的物体要“保持”静止状态的性质表现；物体有“动则恒动，静则恒静”的一种性质，也就是说，动者要保持匀速直线运动状态，静者要保持静止状态的性质。然后根据这两方面的表现，对照概念，使学生明确惯性是物体具有保持原有运动状态不变的一种“惰性”，即使物体受到外力作用，运动状态改变了，但它的“惰性”还是存在，因此惯性不会消灭，是物体本身具有的固有属性。

2“惯性”与“惯性定律”惯性与惯性定律，初学者容易混淆不清，往往把惯性说成惯性定律，二者混为一谈。惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种性质，只与物体本身的质量有关，没有其他条件限制。而惯性定律指的是物体不受外力作用时的运动规律，它有不受外力作用条件的限制；学生在学习时会得出“物体只有在不受外力作用时才有惯性，而受到外力作用时就没有惯性了”的错误结论。为了纠正这种错误，除了使学生能准确地叙述惯性和惯性定律的内容，还应该使学生知道它们的区别：惯性是一切物体固有的属性，是不依外界(作用力、能量等)条件而改变，它始终伴随物体而存在，惯性定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题，是一条运动定律，它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因，而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的性质，两者完全不同。当物体受到外力作用(合外力不为零)时，物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态，但物体的惯性仍然存在，物体力图保持原有运动状态不变的性质(惯性)仍顽强地表现出来。

3“惯性”与“力”认为“子弹离开枪口后还会继续向前运动”，“水平道路上运动着的汽车关闭发动机后还要向前运动”这些都是“惯性”这个力作用的结果，学生往往把“惯性”和“力”错误地等同在一起。有人说，在地球表面同一高度的地方，物体的重力跟它的质量成正比，质量越大的物体重力越大，惯性也越大。但这不能说惯性和物体的重力有关。如在千万米高空中，物体的质量不变而重力趋于零，而物体的惯性仍然存在；再看我们国家的“神州5号”飞船上天，飞船绕地球飞行时杨利伟在飞船中处于失重状态，质量没有发生变化，他也能“保持”原来的运动状态与飞船一起飞行，这表明物体的惯性与物体的重力无关。为了避免学生把惯性和力两个概念相混淆，可结合力的概念，要求学生去寻找施力物体，看有没有施力物体，再引导学生分析惯性与力的区别。首先物理意义不同：惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质；而力是指物体对物体的作用。惯性是物体本身的固有属性，任何物体在任何状态下的任何时间里始终具有这种性质，它与外界条件无关；力则只有物体与物体发生相互作用时才有，离开了物体力就不存在。其次构成的要素不同：惯性只有大小，没有方向和作用点，而对于惯性的大小也没有具体数值，只能作定性的描述，惯性无单位；力是由大小、方向和作用点三要素构成，它的大小能用具体的数值定量描述，力的单位是牛顿。第三它们的效果也不同：惯性是保持物体运动状态不变的性质；力的作用则可以改变物体的运动状态。由此可以得出结论，惯性和力是两个不同的概念，不能把它们等同。