物理學(xué)論文-慣性與參照系.doc

物理學(xué)論文-慣性與參照系一切物體總保持勻速直線運(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。這就是牛頓第一定律，又叫做慣性定律。物體的這種保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。假如這里脫離了任何天體的引力，飛船在靠慣性飛行。那么飛船里的人和一切物體都處于失重狀態(tài)，可以飄在空中，從手里松開(kāi)的任何東西也不會(huì)往下落。如果飛船又開(kāi)動(dòng)了火箭，以一定的加速度向前飛行，那么飛船里的人又感到有了重量，原來(lái)在空中漂浮的東西又紛紛加速下落。如果飛船的加速度等于g=9.8米/秒2，那么這些現(xiàn)象就跟飛船停在地面時(shí)發(fā)生的一樣。假定飛船里的乘客完cuan聽(tīng)不到飛船的火箭工作的聲音，他又看不到飛船外的任何物體，他就無(wú)法區(qū)分飛船是靜止在地面或是在沒(méi)有任何引力的空間做加速飛行。在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選另外的物體作為標(biāo)準(zhǔn)。描寫物體的運(yùn)動(dòng)，可以考慮研究問(wèn)題的方便，而任意選擇參照系。在某參照系看來(lái)，物體具有慣性，保持慣性運(yùn)動(dòng)，在另一參照系看來(lái)物體卻在加速運(yùn)動(dòng)。那么相對(duì)于某參照系，物體以一定的加速度加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于另一參照系看來(lái)，物體有可能具有慣性，在保持慣性運(yùn)動(dòng)。物體具有慣性，在加速系（非慣性系）看來(lái)，物體以一定的加速度加速運(yùn)動(dòng)。在非慣性系看來(lái)，以一定的加速度加速運(yùn)動(dòng)的物體，在慣性系看來(lái)，物體具有慣性。在慣性系中加速運(yùn)動(dòng)的物體，在非慣性系看來(lái)，物體具有慣性。例如自由落體運(yùn)動(dòng)在自由落體系看來(lái)處于慣性狀態(tài)。物體相對(duì)于參照系表現(xiàn)為慣性時(shí)，相對(duì)于另一參照系（有可能）表現(xiàn)為不是慣性。相對(duì)于另一參照系，物體表現(xiàn)為不是慣性時(shí)；相對(duì)于參照系（有可能）表現(xiàn)為慣性。如果物體相對(duì)于參照系表現(xiàn)為慣性時(shí)，把此時(shí)的參照系叫為慣性系，相對(duì)于另一參照系（有可能）表現(xiàn)為不是慣性時(shí)的參照系叫為非慣性系；，那么在慣性系中物體具有慣性，在非慣性系看來(lái)（加速系)物體受到慣性力加速運(yùn)動(dòng)；在非慣性系中受慣性力加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，在慣性系看來(lái)，物體具有慣性。那么在非慣性系(加速系）看來(lái)物體具有慣性時(shí)，在慣性系中，物體受到力加速運(yùn)動(dòng)。在非慣性系中物體具有慣性指的是什么呢？原來(lái)選擇不同的參照系所說(shuō)的慣性有可能不同。在廣義相對(duì)性原理獨(dú)特視角中，指出慣性力與力抵消時(shí)，物體具有慣性。例如在引力場(chǎng)中自由降落的參考系中，物體受到的慣性力與引力相抵消（就是物體受力產(chǎn)生的加速度與加速系的加速度相同時(shí)在加速系看來(lái)物體不受力），物體處于慣性狀態(tài)（看不出物體受到慣性力，看不出物體受到引力，在自由落體系看來(lái)物體對(duì)系統(tǒng)不產(chǎn)生力，沒(méi)有處于有加速度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在自由落體系看來(lái)物體不受力，處于慣性狀態(tài)）。在這個(gè)自由落體系中，慣性定律很好地成立，一個(gè)不受外力作用的物體將保持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這一非慣性系實(shí)在是很好的慣性系。力是物體間的相互作用，有受力物體就有施力物體。物體受力可以分為兩種：一施力物體與受力物體相接處；二施力物體與受力物體不相接觸。飛船里的人又感到有了“重量-物體沒(méi)受力（在慣性系看來(lái)），與受力一樣。在加速系中物體沒(méi)受力，在慣性系中物體受力（例如自由落體系），物體沒(méi)受力與受力感覺(jué)一樣；那么，在慣性系中物體受力（加速運(yùn)動(dòng)）與加速系中沒(méi)受力一樣嗎？施力物體與受力物體不相接觸時(shí)，例如引力，在慣性系看來(lái)物體受到力，產(chǎn)生加速度；在加速系自由落體系看來(lái)物體不受力，對(duì)外不產(chǎn)生力，物體保持慣性狀態(tài)。物體明明受到了力，為什么物體不受力呢？受力與沒(méi)受力的感覺(jué)一樣。那么，物體受力，施力物體與受力物體相接處時(shí)，又如何？在慣性系看來(lái)，物體受力產(chǎn)生的加速度與加速系的加速度相同時(shí)，在加速系看來(lái)，物體受力嗎?力是物體間的相互作用-物體不受力時(shí)，對(duì)外不產(chǎn)生力。力是使物體產(chǎn)生加速度的原因-物體的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，是受力的一種表現(xiàn)。施力物體與受力物體處于加速系（非慣性系）中（例如上面的飛船中），由于施力物體與受力物體相接觸，兩者處于同一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。受力物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在加速系看來(lái)，施力物體對(duì)加速系（例如飛船地板）不產(chǎn)生力，施力物體沒(méi)有處于有加速度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，施力物體不受力。施力物體對(duì)受力物體產(chǎn)生力嗎？如果產(chǎn)生力，那么受力物體加速運(yùn)動(dòng)，在加速系看來(lái)受力物體靜止（或勻速直線運(yùn)動(dòng)），所以雖然施力物體與受力物體相接處，但在加速系看來(lái)施力物體對(duì)受力物體不產(chǎn)生力。施力物體與受力物體都處于慣性狀態(tài)。在慣性系看來(lái)，施力物體對(duì)受力物體產(chǎn)生力，受力物體產(chǎn)生加速度。物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。如果其中的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止相對(duì)于參照系而言，那么相對(duì)于某參照系表現(xiàn)為慣性時(shí)，相對(duì)于另一參照系有可能表現(xiàn)為不是慣性；相對(duì)于另一參照系表現(xiàn)為慣性時(shí)，相對(duì)于某參照系有可能表現(xiàn)為不是慣性。慣性與參照系的補(bǔ)丁選擇不同的參照系，所說(shuō)的慣性有可能不同。一切物體總保持勻速直線運(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。這就是牛頓第一定律。我們的理解是：原來(lái)靜止的物體具有保持靜止的性質(zhì)；原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)；受到外力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，產(chǎn)生加速度；外力消失時(shí)，物體保持此時(shí)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。有的書(shū)中對(duì)慣性的定義是：物體的這種保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。其中“原來(lái)的”幾個(gè)字容易誤解（不知確切地址，無(wú)法通知書(shū)編者）。物體受外力一段時(shí)間，外力又消失