慣性與能量的關(guān)系

【專家解說】：物理屬于部分 牛頓第一定律：一切物體總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài). 牛頓第一定律表明：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的一種性質(zhì)，我們把這個性質(zhì)叫做慣性。 牛頓第一定律也叫做慣性定律. 描述物體慣性的物理量是它們的質(zhì)量.物體質(zhì)量越大,慣性越大,反之則越小. 慣性就是物體保持原來運動狀態(tài)的一種作用，不論這種運動狀態(tài)是靜止還是平動，或是轉(zhuǎn)動。 最初是由慣性原理揭示出物體的慣性,一切物體都具有慣性. [編輯本段]認識慣性的歷史 伽利略 慣性原理是伽利略在1632年出版的《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》書中發(fā)表的，它是作為捍衛(wèi)日心說的基本論點而提出來的。 根據(jù)亞里士多德的物理學，保持物體以均速運動的是力的持久作用。但是伽利略的實驗結(jié)果證明物體在引力的持久影響下并不以勻速運動，而是相反地每次經(jīng)過一定時間之后，在速度上就有所增加。物體在任何一點上都繼續(xù)保有其速度并且被引力加劇。如果引力能夠截斷，物體將仍舊以它在那一點上所獲得的速度繼續(xù)運動下去。伽利略在金屬球在斜面滾動的實驗中觀察到，金屬球以勻速繼續(xù)滾過一片光滑的平桌面。從以上這些觀察結(jié)果就得到了慣性原理。這個原理闡明物體只要不受到外力的作用，就會保持其原來的靜止狀態(tài)或勻速運動狀態(tài)不變。 伽利略的慣性原理是近代科學的起點，它摧毀了反對哥白尼的所謂缺乏地球運動的直接證據(jù)的借口。 牛頓 而被現(xiàn)代社會所普遍認知的慣性原理，來自于牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》(Mathematical Principles of Natural Philosophy, 1687)，定義如下： 所有物體都將一直處于靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，直到出現(xiàn)施加其上的力改變它的運動狀態(tài)為止。 牛頓的慣性原理是經(jīng)典物理學的基礎之一，并且對慣性原理的理解也隨著現(xiàn)代物理學的發(fā)展而出現(xiàn)了改變。 愛因斯坦 對于慣性認識的一個重要進展是慣性與能量的關(guān)系。 1905年愛因斯坦發(fā)表狹義相對論，這是一個嶄新的物理理論，它統(tǒng)一了力學理論和電磁學理論，帶來了時空觀的根本變革。愛因斯坦隨后證明質(zhì)能關(guān)系，E=mc2，一定的質(zhì)量對應于一定的能量，反之一定的能量對應一定的質(zhì)量。在這里，能量包括了能量的各種形式，突破了上面把某一種形式的能量與慣性聯(lián)系起來的認識。這樣，慣性是能量的屬性，能量具有慣性（質(zhì)量），任何慣性質(zhì)量都應歸因于能量。作為物理學基本概念和物質(zhì)的量的質(zhì)量概念退居次要的地位，如今在近代物理中能量、動量等概念要比質(zhì)量、力等概念要重要得多。 能量具有慣性拓寬了對于慣性的認識，也拓寬了對于能量的認識。它帶來的重大實用價值就是核能的釋放。在裂變反應中，裂變產(chǎn)物的靜質(zhì)量小于裂變前物質(zhì)的靜質(zhì)量，質(zhì)量虧損釋放出大量裂變能；在聚變反應中，聚變產(chǎn)物的靜質(zhì)量小于聚變前物質(zhì)的靜質(zhì)量，質(zhì)量虧損釋放出大量的聚變能。它也使得人們很好地認識許多物理現(xiàn)象，包括涉及物質(zhì)的全部質(zhì)量與能量轉(zhuǎn)化的正反粒子對的產(chǎn)生和湮沒過程。 我們知道，慣性質(zhì)量是物體慣性的量度，反映物體對加速度的阻抗，而引力質(zhì)量是物體引力屬性的量度，反映物體產(chǎn)生和承受引力的能力。它們顯然是物質(zhì)的兩種完全不同的屬性，描述物質(zhì)兩種不同性質(zhì)的量是否嚴格相等是一個問題，慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量相等是一條嚴格的定律。原來牛頓力學中無法加說明的慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等不再是游離于物理學之外的一個普遍事實，而是成為意義得大的廣義相對論的基石。愛因斯坦找到了這塊基石，并由此發(fā)展了廣義相對，這實在是愛因斯坦獨具慧眼、超群絕倫的偉大貢獻。 [編輯本段]其他注意事項 對于慣性的理解要注意以下四點： 1.一切物體具有慣性。 2.慣性是物體的固有屬性。 3.質(zhì)量是慣性大小唯一的量度。 4 慣性是物體的一種屬性，而不是一種力。所以不能說“受到慣性”，只能說“由于慣性”或“具有慣性”。 慣性質(zhì)量m與力F和加速度a的基本關(guān)系遵從牛頓定律F=ma，從式子可以清楚看出： 當物體受外力的分量F方向與物體運動速度v方向在一條直線上的時候，質(zhì)量越大的物體越難被加速 當物體受外力的分量F方向與物體運動速度v方向互相垂直的時候，質(zhì)量越大的物體，其運動方向越難被外力改變 當作用在物體上的外力為零時，慣性表現(xiàn)為物體保持其運動狀態(tài)不變，即保持靜止或勻速直線運動；當作用在物體上的外力不為零時，慣性表現(xiàn)為外力改變物體運動狀態(tài)的難易程度。 所以有： 1.慣性定律是描述運動的規(guī)律，慣性是物體本身的一種性質(zhì) 2慣性定律成立是有條件的，而慣性是任何物體都具有的 [編輯本段]文學部分 1在文學部分，慣性一般指思維反射的慣性，即看見某種東西的第一反應。 比如：只要看見游泳館，最先想到的是游泳。 注意：一般生活中說到“慣性”一次多是貶義，一般在批評的時候使用 慣性與其他力的區(qū)別 慣性”與“第一定律”的區(qū)別 “慣性”與“慣性定律”不是同一概念，不能混為一談。它們的區(qū)別：慣性是一切物體固有的屬性，是不依外界（作用力）條件而改變，它始終伴隨物體而存在。牛頓第一定律則是研究物體在不受外力作用時如何運動的問題，是一條運動定律，它指出了“物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”的原因。而慣性是“物體具有保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”的特性；兩者完全不同。為何牛頓第一定律又叫慣性定律，是因為定律中所描述的現(xiàn)象是物體的慣性的一個方面的表現(xiàn)，當物體受到外力作用（合外力不為零）時，物體不可能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，但物體力圖保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)（慣性）仍地表現(xiàn)出來。 “慣性”與“力”的區(qū)別 “慣性”與“力”不是同一概念，“子彈離開槍口后還會繼續(xù)向前運動”，“水平道路上運動著的汽車關(guān)閉發(fā)動機后還要向前運動”這些都不是慣性。慣性與力的區(qū)別：①物理意義不同；慣性是指物體具有保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)；而力是指物體對物體的作用。慣性是物體本身的屬性，始終具有這種性質(zhì)，它與外界條件無關(guān)；力則只有物體與物體發(fā)生相互作用時才有，離開了物體就無所謂力。②構(gòu)成的要素不同：慣性只有大小，沒有方向和作用點，而大小也沒有具體數(shù)值，無單位；力是由大小，方向和作用點三要素構(gòu)成，它的大小有具體的數(shù)值，單位是牛。③慣性是保持物體運動狀態(tài)不變的性質(zhì)；力作用則是改變物體的運動狀態(tài)。 “物體慣性”與“外力作用”的辨證關(guān)系 物體的慣性和外力作用這一對矛盾的對立統(tǒng)一，形成了宏觀物體的形形色色的各種復雜的運動。如果沒有外力，物體也就沒有復雜多樣的運動形式；如果沒有慣性，物體的運動狀態(tài)改變不需要力的作用。只有當我們理解了慣性與外力作用的辨證關(guān)系，就不難解釋慣性現(xiàn)象。例如“錘子松了，把錘把的一端在物體上撞幾下，錘頭就能緊套在錘柄上”這是因為錘與柄原來都向下運動，柄撞在物體上受到阻力作用，改變了它的運動狀態(tài)，就停止了運動，錘頭沒受阻力仍保持原來運動狀態(tài)，繼續(xù)向下運動，這樣錘頭就緊套在錘柄上了。 “慣性”與“速度”的區(qū)別 慣性大小與物體運動的快慢無關(guān)?！捌囆旭傇娇欤鋺T性越大”是不正確的。運動快的汽車難剎車是因阻力大小有限，如果增大阻力，它也會很快停下來