我們曉得,牛頓在數學學中有著重大的突出貢獻,他也是人們公認的三大化學學家之一。他的理論,闡明了宏觀世界中物體的運動本質,他發覺的萬有引力,為人類研究天體的運動規律提供了理論基礎,從而使人們向太空昂首往前。
在了解牛頓之前,我們還得從他的三大規律說起,在本文中,本人只述說牛頓第一定理。在小學數學教科書中,牛頓第一定理又稱為慣性定理,牛頓第一定理的概述為:一切物體總保持著勻速直線運動狀態或靜止狀態,直至有外力促使它改變這些狀態為止。
對牛頓第一定理的解釋如下:
第一:在宏觀的物質世界里,物體的最初狀態都處于平衡狀態,即勻速直線運動或靜止狀態。換句話說,物體所遭到的各個分力的合力大小為零。
第二:物體的運動不須要力來維持,這句話的理論基礎就來自于伽利略的一個理想化的運動模型。即物體在沒有動磨擦誘因μ的存在下,物體將會以原先在不須要力的作用下,仍然運動下去。伽利略的這套理想化的模型,打破了亞里士多德2000多年的定式,即物體的運動都須要力來維持。
第三:闡明了力的本質,即力是改變物體運動狀態的誘因。
關于牛頓第一定理進一步的解釋為,力是改變物體速率的標度,即物體的速率大小變,物體的運動狀態也急劇改變,物體速率的方向改變,則物體的運動狀態也急劇改變,物體的速率大小和方向同時改變時,物體的運動狀態也發生了改變。也就是說,速率的大小與方向任一個量發生變化,則物體的狀態才會改變。
俺們再回過頭來看,只看牛頓第一定理的前半句話,即物體保持原先勻速直線運動或靜止的狀態,就稱作慣性。
慣性是物體的固有屬性,在生活中處處可以彰顯。諸如:人們在坐公汽車時,當公汽車剛停止時,站在公汽車上的人的上半身會不自覺的向前傾斜,公汽車里的物品也會急劇往前聯通。不管是人或是物體,她們都具有慣性。為此,只要有質量的物體就有慣性。
在生活中,我們發覺,一個孩子拿起一瓶橙汁就變得很容易,而提起一箱果汁就變得異常艱辛。在這一過程中牛頓第一定律是怎么得出來的,孩子都想把處于靜止狀態的一瓶果汁或一箱蜂蜜提起,而一瓶果汁的靜止狀態便于改變為運動狀態,而一箱果汁的靜止狀態難于改變成運動狀態。
也就是說,一箱果汁的慣性要比一瓶果汁的慣性大得多,按照化學學家的總結,物體的慣性跟物體的質量有很大的關系,物體的質量越大,其平衡越難打破,物體的慣性就越大,反之,物體的質量越小,其平衡狀態越好打破,物體的慣性也就越小。為此,質量是物體慣性的量度。
在生活中,物體的慣性如同一把雙刃劍,既有益處也有益處。比如,當一個運載電纜線桿石柱的大客車在忽然制動時,因為電纜線桿最初的速率與大客車基本保持一致,當大客車停止時,因為電纜線桿的質量較大,它的慣性較大,故而,雖然汽車停止時,車上的電纜線桿在慣性的作用下會繼續往前聯通,因而將大客車的車頭頂翻,從而給司機引起不可防止的損失。
還有,借助物體慣性的事例還真不少,諸如:在運動員跳高的過程中,運動員要想跳得更遠,就必需在起跳之前活得更大的速率,借助自身的慣性在空中進行滑動,進而獲得更高的成績。
說一千道一萬,牛頓第一定理只是闡明了宏觀物體的運動規律,對于青少年而言只需明白牛頓第一定律是怎么得出來的,牛頓的第一定理只是為運動物體的加速度提供了理論基礎,跟我們上面所說的加速度與時間變化量與速率變化量是有本質上區別的。