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平衡力与匀速直线运动(6)
2014-09-29 | 阅:  转:  |  分享 
  




物理学中对运动和力的认识有两千多年历史,从希腊哲学家亚里士多德的力是物体运动的原因论。十七世纪意大利物理学家伽利略提出的力是改变物体运动状态的原因。直到牛顿(1642-1727)在前人研究基础上,提出了牛顿第一定律,即一切物体没受外力时总是保持匀速直线运动或静止状态。

在自然界中,一切物体无不受外力作用,从一草一木,大到星球,无不受引力作用。所以牛顿第一定律发展为:物体受到平衡力作用时,物体的运动状态不变,原来运动的保持匀速直线运动,原来静止的保持静止状态不变。

本文重点研究自然界中有无匀速直线运动?

问题一:平衡力被认为是两个大小相等,方向相反,作用在同一条直线上的两个力。平衡力的两个力如何判定:作用在同一条直线上的两个力,当其中一个力撤销,而另一个力并不消失。如:拔河运动,当绳受力平衡,如一侧力消失,另一的侧力仍存在,绳子被拉向另一方,此时的平衡力是受:两个大小相等,方向相反,作用在同一条直线上的两个力。

问题二:教材中认为:牵引力与摩擦力;下滑力与摩擦力…如两力相等时是平衡力。我们用行驶汽车为例,汽车在匀速行驶时,受到牵引力和摩擦力作用F=f。实际汽车行驶是受不平衡力作用,即F-f=ma,摩擦力伴随汽车行驶产生、消失,摩擦力是牵引力的一部分,并不是两个力。当牵引力大于摩擦力F>f,合力不为零时汽车才能运动,F-f=0合力为零是静止状态。所以物体受力一定作变速运动,自然界不存在匀速直线运动。现代科技可以控制机械运动速度,使速度变化很小,但不能把运动速度变化很小看成是匀速运动。牛顿第一定律的抽象概念是正确的,实际上自然界不受外力的物体是不存在的,所以牛顿第一定律也就失去了物理意义,自然界匀速直线运动是不存在的。虽然物理学不承认匀速直线运动,但还可以把速度变化極小的运动简化为匀速运动研究,或把匀变速运动转化为匀速运动进行公式计算。

本文重点:

平衡力:作用在同一条直线上的两个力,当其中一个力撤销,而另一个力并不消失。

匀速直线运动问题:物体只要运动,就是受到不平衡力作用,物体一定做变速运动。

平衡力和匀速直线运动在经典力学中占重要内容,由于概念错误不但造成物理学概念混乱,还使力学增加了不必要的难度,使学生对力学有难学现象。

作者:王绍堂E-mail;7803008@163.com于2006-10-14(20130804)































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(本文系瀚海白杨首藏)