关于惯性教学的思考

马新安

在初中物理教学中，概念是物理大厦的基石，却往往为教师和学生所忽视；殊不知，没有对物理概念深刻的认识和理解，其他一切都为空中楼阁.由于缺乏对概念的深入了解与认识，对一些常见的问题，学生却屡屡犯错.下面结合自己的教学实践谈点体会.

一、在教学中，要全面阐述惯性，并指出其与惯

性现象的区别

通常，大多数物理教师都能由牛顿第一定律得出，惯性是物体固有的属性，是物体保持本身运动状态不变的一种性质.然而，往往不能解决学生心中的困惑：一个物体受力由静止变为运动，或由运动变为静止，既然物体具有惯性，具有保持原有运动状态不变的性质，原来静止的物体应该保持静止，原来运动的物体应该保持运动；惯性是一切物体都具有的，那么受力（非平衡力）的物体的惯性是否还存在？这是教学难点，涉及对惯性的深刻理解.在教学中，教师必须阐明惯性现象.惯性现象，顾名思义，就是与惯性有关的现象.常见的惯性现象有：汽车启动和刹车，车厢里的人会后仰和前倾；运动员赛跑至终点要过一段距离才能停下来；等等.这些事实现象，都是由于物体受非平衡力而改变了运动状态，也说明了物体在受力情况下依然具有惯性.惯性是物体的性质或特点，而惯性现象是一个事实过程，在这样的过程中，物体的惯性得以体现，两者有着本质的区别，其关系可以说是反映被反映.这只是初步解决了运动的物体和静止的物体都具有惯性，而受力情况下，物体的惯性如何体现，依然未能明确解释，需要进一步探讨和认识.

二、惯性的决定因素是质量的初步认识

用质量来描述惯性大小，通过一些实际生活中的现象可以佐证.例如，同样的力作用在铅球和乒乓球上，运动状态易发生改变的是乒乓球，难以改变的是铅球；速度相同的大卡车和小轿车，大卡车更难停下来.因为铅球和大卡车的质量大，所以运动状态难以改变.从这个层面看来，惯性反映了物体运动状态改变的难易程度，越难，惯性越大，越易，惯性越小.这只是一种定性的描述，未能从本质上对运动状态改变的难易程度进行界定.所以，不能解决学生的困惑：运动员比赛时，速度大的更难停下来，岂不说明速度越大惯性越大？其实，这是对运动状态改变难易程度缺乏清晰的界定造成的.为了解决学生对这类问题的困惑，笔者通过类比思维，利用比值定义法，引入惯性的定义式，收到了很好的效果.

三、反映惯性大小的物理量──质量

在物理学中，许多物理量是利用比值法来定义的.比如，密度、电场强度、电容、磁感应强度等，这些物理量都由其本身的性质决定，与外界因素无关.类似地，既然惯性也由物体本身的性质来决定，那也应该具有相应的定义式.在这样的定义式中，让速度成为无关变量，能够让学生接受惯性与速度无关的结论.

首先，用归谬法，对惯性与速度无关进行论证.假设惯性与速度有关，速度越大，惯性越大，那么速度为零，惯性为零，即速度为零的物体没有惯性，这与惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性矛盾，显然假设错误，从而得出惯性与速度无关.

其次，对物体运动状态改变的难易程度加以界定.物体运动状态改变的难易程度可概括为：物体在1s内速度改变1m/s所需力的大小.物体在1s内速度改变1m/s所需力越大，运动状态越难以改变.这里需要指出的是，需用控制变量法来讨论运动状态改变难易程度，即惯性大小；不能说速度的变化量相同，需要的力大，惯性大，因为未控制时间相同；也不能说速度都发生变化，时间相同，力越大，惯性越大，因为未控制速度变化量相同.

再次，定义质量大小.物体的质量在数值上等于物体在1s时间内速度改变1m/s所需力的大小.其定义式为m=Fvt-v0△t.我们知道，对于一个确定的物体，其质量与F、v、t无关，只由物体本身的性质决定.可以通过密度作简单的类比，质量改变，体积改变，而对于确定的某种物质而言，其密度并未发生改变.在回答惯性为何与物体的速度无关时，就比较容易.运动员赛跑，其中一个速度虽大，但我们并不知晓两个运动物体在1s内速度改变1m/s所需的力分别为多大，从而通过速度这个变量无法判断惯性的大小.通过质量的定义式可知，质量越大，即物体在1s时间内速度改变1m/s所需的力越大，运动状态越难以改变，惯性大.

最后，该定义式的理论依据.对其略作推导便可得出，其本质是牛顿第二定律的变形，充分说明这种操作的可行性.

综上所述，在教学实践中，教师应该遵循学生的认知规律，从学生的学习实际出发，改进和创新教学方法，从而提高教学效率.