高中物理课本讲惯性定律却不提到力?作者是怎么想的?

百科   2025-01-23 15:33   广东  

惯性定律,大家都背得熟吧?在说出惯性定律时,怎么可能不提到力?

然而,世界上最优秀的高中物理课本之一,在讲解惯性定律时,从始至终没有提到力这个词。在每一个我们会说出“力”的地方,它都有意避开了这个词。

这是怎么回事呢?

我们来看看。这套课本的第一章讲运动学,不涉及力。第二章讲动力学。

第二章第一节首先说明,开始研究动力学时,把地球取作参照系。

第二节解释惯性定律。开头说,观察和经验显示,每当物体相对于地面的速度发生变化时,用第一章中学过的术语来说,就算每当物体相对于地面获得加速度时,总是发现,物体受到另一个物体的作用。我们总是能指出,引起加速度的物体是谁。

作者举了许多例子:

把球投出去时,球从静止变成运动,也就是获得了加速度,这是由于手对球作用。

球被接住时,从运动变为静止,也是由于遇到了手,受到手的作用。

下图中,软木塞从玻璃管飞出,是由于受到管内被压缩气体的作用。

高速射出的子弹速度逐渐减小,是由于受到空气对它的作用。
向上抛出的石子,在上升过程中速度越来越小,是由于它下面是地球,它受到地球的作用。石子到达最高点后向下落,下落过程中速度越来越大,也是由于地球的作用。

总结:在所有这些情况及类似情况中,物体速度的变化,也即加速度的出现,都是其它物体对它作用的结果。

接着问:如果没有其它物体对我们观察的物体产生作用,会怎么样?我们观察的物体要么相对地球保持静止,要么相对地球沿直线匀速运动。

实际上,我们无法完全消除其它物体对我们观察的物体的作用。只能减小其它物体作用的影响。等等。

接着给出了惯性定律的描述:

如果没有别的物体对它作用,物体就会相对于地球保持静止,或者沿直线做匀速运动。”

随后引入了惯性的概念。对物体表现出惯性的一些现象进行了说明。

“惯性定律”这一节,占了接近3页的篇幅。但是,从始至终,都没有出现“力”这个词。



显然,这不是作者不小心。恰恰相反,作者是很小心地避免用到力这个词。
他为什么要这么做呢?这么做多不“方便”呀!
力这个词,什么时候出现(出场)呢?
第三节讲惯性系,第四节讲伽利略相对性原理。
一直到第五节,“力”这个词终于出现了!
第一句话说:物体使另外的物体产生加速度的作用叫做力。
你现在理解,作者为什么在前面一直避免使用力这个词了吧?因为这本书在前面还没有对学生讲过力(第一章运动学是关于运动的描述,不涉及力。第二章前几节在讲惯性。)
细想一下就会明白,按照本书的安排,如果在讲惯性定律时使用了力这个词,说成:“物体如果不受到(外)力,就会保持……”,就会产生一个问题:力是什么呀?现在还不清楚呢!
如果回答:力就是一个物体使另一个物体产生加速度的作用。那不就是绕圈圈了吗?那就相当于说:鸡蛋是鸡下的蛋。问:鸡又是什么?回答:会下鸡蛋的动物。
从这一个小地方,我们就可以理解,为什么一些课本是杰出的。
我们还可以理解,高中物理可不简单呢!
(顺带说一下:
(1)有些课本在介绍惯性定律和牛顿第二定律时,只管说什么“静止”“匀速直线”等等,却完全不提以什么为参照物。不提参照物的“静止”或“匀速直线”等等,不是空的吗?
(2)有的课本把“力是物体对物体的作用”作为力的定义。这很荒谬。物体对物体的作用难道只有一种吗?我看到蓝天白云,感到心情舒畅,蓝天白云对我产生了作用,这个作用是力学中的力吗?如果是的话,我倒很想用测力计测一下这个力的大小。
从这两个地方可以看出,物理课本可以写得很不科学。)


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