初中物理反常识解析：牛顿定律揭秘物体运动奥秘

在学习物理的过程中，许多小朋友可能会感到困惑——因为众多物理规律往往与我们的直观感受相悖。从本期起，物理王大师将带领大家探讨初中物理中的一些“反常识”现象。

第一问：物体不受力也能运动吗？

关于物体的运动，并不需要力的持续作用。这不是我个人的观点，而是伽利略的观点，牛顿也认同这一说法。

牛顿的第一定律指出：任何物体都将保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。

换句话说，如果一个物体已经在运动中，在没有受到力的作用下，它会按照原来的速度和方向永远持续下去。例如，在下面的实验中，从斜坡上下滑的小车如果失去了所有阻力，它将会无休止地运动。

这确实有些“反常识”，因为我们通常认为如果没有施加力，物体会逐渐停下来。比如，踢出去的足球会慢慢停下；熄火后失去牵引力的汽车也会停止。

需要注意的是，力的概念非常广泛，不仅包括动力，摩擦力和空气阻力也属于力的范畴。亚里士多德正是因为没有将阻力视为力，才导致了“物体的运动需要力来维持”的错误观点，这让他受到了“打脸”。在中国空间站《天宫课堂·第2课》中，航天员王亚平进行了一个“太空抛物”实验，其中被抛出的冰墩墩失重，仅受到微小的空气阻力，因此被抛出后几乎是以匀速直线运动。

然而，从常识的角度来看，亚里士多德的观点似乎更符合常理。因为地球表面的物体都受到重力的影响，而阻力为零的情况很难实现。所以失去动力的物体总是会被阻力影响而停下来。这个理论被信奉了近2000年，直到伽利略和牛顿的出现。

现在的孩子们非常幸运，在学完初中物理的牛顿第一定律后，可以轻松地笑对亚里士多德的观点。

第二问：惯性大小与速度大小有关吗？

物体保持匀速直线运动或静止状态的性质被称为惯性，因此牛顿第一定律也称为“惯性定律”。很多人都知道惯性现象，比如汽车突然加速时人会后仰，汽车突然刹车时人会前倾。

如果问：以1m/s、10m/s两种速度直线行驶的车，哪种情况下车里的人惯性大？

你可能首先会想到：速度快的物体惯性肯定大，因为车速越快更难停下来。但实际上，惯性的大小只取决于物体的质量，与速度无关。

之所以会产生“速度大，惯性大”的错误观念，是因为没有正确理解惯性的概念。简而言之，惯性是物体维持原来运动状态的性质，或者说，惯性表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度。

1m/s的车容易停下来，10m/s的车不容易停下来，但这并不能说明后者惯性大，因为这样的比较并不公平，因为它们的初始速度不同。

如果一定要比较，让1m/s的车减速到0，10m/s的车减速到9m/s，这样才公平。同一辆车，改变其速度的困难程度是一样的，也就是说惯性是一样的。

惯性是物体的固有属性，而惯性大小的唯一量度就是质量。

第三问：重力等于万有引力吗？

重力等于地心引力吗？

如果你查阅英文词典，你会发现重力和地心引力都被翻译成了“Gravity”。但实际上，物体的重力并不完全是由地球的吸引力产生的。

在教科书中，重力的定义是这样的：物体由于地球吸引而产生的力。这个说法很巧妙，因为它并没有将重力和引力划等号。更严谨地说，重力应该是地心引力的一部分。

地球上的物体随着地球一起转动，这时需要一个向心力，否则物体早就被甩出去了。而地心引力提供了向心力，剩下的那部分引力就是重力。

由于地球上不同纬度的线速度不一样，向心力大小也不一样，所以同一个物体在不同位置，质量是不变的，但重力有可能改变。比如，物体在赤道附近，所需向心力更大，所以重力最小；在南极点或北极点的物体，并不随着地球旋转，向心力等于0，重力最大。

PS：地球不同位置，重力加速度不同的原因除了向心力的影响，还有地球形状的影响。

尽管如此，地球表面的物体重力和地心引力的差别并不大。但在外太空，这个差别就大了：比如，空间站里的航天员处于失重状态，您能说他们没有受到地球吸引吗？显然不能，要不然他们早就飞出太阳系寻找三体人了。

(责任编辑：佚名)