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惯性的研究小论文

发布时间:2024-07-05 22:38:02

惯性的研究小论文

惯性的认识和惯性定律 惯性是物理学中最基本的概念之一,也是学习物理学最早碰到的概念之一。这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益,是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。 惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。人们对于惯性这一熟悉有赖于惯性定律的建立,而它则依靠于对于力的熟悉以及区分运动状态和运动状态改变的熟悉,这一点在人类熟悉发展史上经历了漫长的岁月。 在人类思想史上,两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。他把物体的运动分为自然运动和强制运动。他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,假如没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。 从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;“天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。”“假如天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。”“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”这大概是关于物体惯性的最早陈述。可以看出开普勒所说的惯性是指静止物体的惯性,甚至他已经熟悉到物体的惯性与它的质量有关,然而他显然受到亚里士多德思想的束缚,不可能思考运动物体是否具有惯性的问题。 伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法,并用于研究物体的运动。他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然的思辨推理十分不满,他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果,总结在他的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于力学和运动两门新科学的对话。中,其中一个重要的结果如下。假设沿斜面AB落下的物体,以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动,则物体不受BC倾斜的影响仍将达到与A点相同的高度,只是需要的时间不同;当第二个斜面变成既不上升,亦不下降的水平面时,物体将一直以已获得的速度永远向前运动。伽利略的思想无疑地比他的前辈前进了一大步,他熟悉到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这已经很接近惯性定律,但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响,他所说的水平面是和地球同心的球面,也就是说,那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动,因此我们还不能说伽略发现了惯性定律。最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。笛卡儿是唯理论哲学家,他试图建立起整个宇宙在内的各种自然现象都能从基本原理中推演出来的体系,惯性定律就是他的体系中的一条基本原理。他在他的《哲学原理》一书中把这条基本原理表述为两条定律:一、每一单独的物质微粒将继续保持同一状态,直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止;二、所有的运动,其本身都是沿直线的。然而笛卡儿没有建立起他试图建立的那种能演绎出各种自然现象的体系,其中许多是错误的,不过他的思想对牛顿的综合产生了一定的影响。 牛顿1661年进入剑桥大学学习亚里士多德的运动论,1664年他从事力学的研究,摆脱了亚里士多德的影响。他继续了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法,他也继续了笛卡儿的研究成果。他深入地研究了碰撞问题、圆周运动以及行星运动等问题,澄清了动量概念和力的概念。1687年出版著作《自然哲学的数学原理》,以“定义”和“公理,即运动定律”为基础建立起把天上的力学和地上的力学统一起来的力学体系。惯性定律就是牛顿第一定律,表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态,除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态。”惯性定律真正成为力学理论的出发点。根据惯性定律,物体具有保持原有运动状态的属性,这种属性称为惯性。不仅静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性;物体惯性的大小用其质量大小来衡量。至此,人们对于物体惯性的熟悉达到第一阶段比较完善的程度。从此,人们对于运动中的种种惯性现象都能很好地理解;在实际中设计出种种利用惯性造福和防止惯性伤害的措施。 楼主 我是第一个的 希望你满意

高速公路上护栏里的小秘密 [ 来源:中学生科技网 | 时间:2010-4-2 15:47:18 ] 前两天,我们一家人去了外地游玩,途中经过了很长的高速公路,汽车飞驰,感觉很平坦,风景也很美丽.回家时由于天已经漆黑,高速公路两旁的风景不见了,不过很惊喜的是:我发现了藏在护栏里的小秘密. 每当夜幕降临,汽车的灯光打开照向前方,前面两旁的护栏就像点亮了无数盏路灯,它们均匀地排列着,就像一串串耀眼的明珠,把整条大路照得明晃晃的.我好奇地问爸爸这是为什么.他只粗略地解释:这是由于光的反射形成的,这样可以提高安全性. 中学生科技网 为了一探究竟我回家查阅了大量资料.原来是高速路上安装有大量的反光板、反光灯、反光标志牌.它们能反光是因为反光涂层上有玻璃微珠,使光发生折射和散射.高速公路上每隔一点距离就有用反光材料制作的标志牌,正常直线路段50米1个,弯道20米1个,匝道5米/个,具有很明显的警示作用,这种标志牌表面涂了一层反光率很高的荧光漆,能把各个角度入射的光反射出相对集中的平行光.在没有光的条件下会表现得很暗,一旦有光亮射到标志牌的表面,它就会沿着来时的方向射回.此外,汽车尾灯只要照到这些反光板,就能产生如同雾灯一般的光泽,煞是显眼. 若高速路上反光板密集、新、大个,会给人豁然开朗的感觉.前面的高速路在反光板的作用下,路宽、拐弯、坡度一目了然,司机开起车来视觉良好,轻松自在,减少了不少夜间事故的发生呢. 高速公路上的科学知识还有很多很多,以后我还会继续努力,探索更多的秘密,解开更多的难题! 网分子势能之谜 [ 来源:中学生科技网 | 时间:2010-5-21 11:47:13 ] 在书上看到这样一个实验,书上说这是一个谜题,其实可以用现在的物理学已有的知识来解释. 原题是这样的,用一条透明的塑料管,在管子的一头接上一个漏斗,并将其接在1m左右的支架上,将另一头接在一个圆柱体物体上,并绕5~6圈,注意不可以折管,要保持管的畅通,更值得注意的是,漏斗一端的水平高度大于另一头出口的高度,然后从漏斗的那一头放进水.会发现,漏斗一端的水平很高时,远高另一端的水平线,水竟然不会从另一端流出来. 这个实验以谜题的形式刊登在书上,大家都认为很难解释这个实验,其实在这个实验中,首先值得注意的是螺旋管中的空气.假如没有空气,将不会出现这种现象. 解释这个实验,要从气体压缩的知识入手,我们知道气体压缩产生了内能,而内能是由分子势能和分子动能组成的.压缩气体使分子间的距离减少,水管中水的重力对气体做功,一部分表现为分子动能,以热量的形式与外界进行能量交换,另一部分以分子势能的形式存在,根据能量守恒定律,高水平的水就不能穿过带有空气的螺旋管,当然气体的分子势能也有限,当具有更高的重力势能的水可以从中通过. 中学生科技网 分子势能在自然条件下恢复需要能量,假如没有分子势能,气体将被无限压缩,而不会恢复原来的体积这并不符合实际的现象. 这在工业,生活上很有应用价值的.保证管道运输的压力足够,必须排尽管道中的气体,才能保证运输的顺利.分子势能还广泛运用在汽车上有人们熟知的安全气囊,还有气囊悬挂系统,气囊起到一个反冲的作用,从微观意义上讲,就是压缩做功与分子势能的转化.在小的时候我曾玩了一个游戏,在一个空的玻璃瓶中,放入一个点燃的鞭炮,瓶不会破,而在一个相同的玻璃瓶中,加入水,再放入一个鞭炮,瓶就会破,当然这样很危险,希望大家不要模仿.当时只是好玩,并不知道其原理,水的分子势能变化小,气体变化大,从另一个意义上说明了,分子势能起缓冲作用. 在微观世界有太多的人类未知,有待你我发现.在生活中观察现象,从现象中认识本质,从本质中思考科学,相信你一定能成功! 作者: 冷博文 广西桂林全州高中 人或动物的生存与植物的关系 [ 来源:中学生科技网 | 时间:2010-4-2 15:17:37 ] 前几年,我们家搬进了现在的新房子.刚搬完家的时候,叔叔阿姨们就给我们家送来了好几盆花和几株树.门口、客厅里、房间里和阳台上都摆上了各式各样的花草树木.我对爸爸说:“我们家都有成植物园了,摆那么多的植物干吗?”爸爸笑着说:“植物能制造气氛,净化空气,人和动物谁都离不开它们,离开了它们都有不能生存.”用处多着呢.人或动物离开植物后不能生存?为什么人或动物离开植物后不能生存?我将信将疑.决定做几个小实 验来证明这个问题,来解除我心中疑虑! 星期天,我从宠物店里买来两只老鼠.这两只可怜的小老鼠即将成为我的实验品.它们不停地挣扎着,圆溜溜的小眼睛一直瞪着我.我把第一只小巧玲珑的老鼠放在一个大鱼缸里,再把鱼缸封得严严实实的,生怕瓶里的空气与外界的空气相通.我仔细地观察着,只见小老鼠沿着鱼缸壁,绕着缸底快速地向前窜.咦,小老鼠不是活得好好的吗?难道爸爸说的不是真的?可是,没过几分钟,只见小老鼠绕圈的速度越来越慢,直到彻底没劲了,奄奄一息的样子.这时,我把包鱼缸的塑料拿开,捉出第一只小老鼠,放进第二只小老鼠,把它搬进四盆枝繁叶茂的植物中.然后再一次盖上那些塑料.我不停地拍打鱼缸,只见小老鼠惊慌地乱窜,过了好久也没有看到它要咽气的样子.这个实验真的证明了植物可以输送动物所需要的氧气. 为了进一步证明人类和动物对植物的依赖性.我来到我们老家附近一个工厂.那儿的空气里到处弥漫着一股哝哝的灰尘味,熏得我直咳嗽.我感到十分难受.然后,我又跑向我们家屋后的一片竹林里,那是一个空气新鲜的地方,我感觉极为清爽.呼吸着新鲜空气,人也舒服很多.这个实验证明植物可以净化空气,使人呼吸顺畅. 所以这两个实验足以证明,人类和动物的生存与植物有密切的关系.这其中到底有多大的科学道理呢?带着好奇我跑到图书馆去查阅了许多的有关科技的书籍,还上网查询,总结出了以下点: 1、人必须依靠植物提供氧气,只有植物才能制造氧气.如果说一个人几天不吃饭、几天不喝水且有一息尚存的话,几分钟就可能性命难保,氧气可是人生命活动的第一需要呀!一个成年人每天呼吸约2万多次,吸入氧气千克,呼出二氧化碳千克. 2、动物与植物的呼吸,物质的燃烧,也都要消耗氧气,释放二氧化碳.这样一来,空气中的氧气不就一天天增加么?不!天地间之所以没有产生过这种危机,就是因为植物既是天然氧气“制造厂”,又是二氧化碳的“广阔市场”. 3、有人做过统计,1公顷阔叶林,在生长季节每天能制造氧气750千克,吃掉二氧化碳1000千克.所以算起来,只要有10万平方米的林木,就可以供给一个人氧气的需要量,并把呼出的二氧化碳吸收掉.因为有植物源源不断地补充氧气,空气中的氧气才能保持基本恒定.相反,如果没有植物,地球上的氧气只要500年左右的时间既可以用完. 所以,人类和动物能够维持生命,活动时所需要的氧气,必须归功于绿色植物.植物与我们人类和动物的生命有着相当密切的关系.在此,我呼吁全社会的人们不要再砍伐树木,不要再糟蹋绿色植物了,让植物成为我们最好的朋友!让我们永远生活在绿色植物当中,享受它释放氧气所带给我们的新生活! 相对论的遗漏一贯性 [ 来源:中学生科技网 | 时间:2010-5-21 11:48:37 ] 在生活中,有许多物理量与时间有关,像摆球周期,比热容等,为什么需要时间,可见,时间不是一种幻觉. 人们都认为,惯性是物质的本身属性,其实不然,惯性存在于四维空间(即时空)中,时空具有一种定性(位置不轻易改变)使物体具有惯性.最简单的证明就是机械时钟,它就是利用物质惯性进行工作的,如果无惯性,时钟将达到光速.还有许多例子,像LC振荡回路,物体下落也需要时间. 惯性的表现不是在空间三维中,而是与时间维的相对关系物体的加速运动对时空维中某种物质做功,减速就是这种物质对运动物体做功,关于这种物质,还有待推证,并需要了解它的微观意义. 惯性在时空中所做的功因该满足w=mav,因此说在时间维中,改变时间距离要做功,即做加速运动,不改变不要做功,即做匀速或静止运动. 中学生科技网 没有摩擦就只受一个力,就可达到很大速度,二者是不是有直接关系,我们可以用惯性与摩擦力做比较,摩擦力可以让物体动能转化为内能而惯性使物体动能转移到时间维中,可以再次无损耗地运动,这就是惯性与摩擦力的区别. 质量大的物体达到光速是需要做很大功的,因为惯性约束物体运动,但超越光速不是不可能的.在牛奶杀菌时用到瞬间高温,这可以用瞬间高速,这并不违背能量守恒定律. 但这并不能穿越时空,光只是物质的表现形式,也是从物质中产生的,正如我们现在看到的太阳是五分钟前的太阳,因为达到光速与人相遇的只是信息即使能穿越,也不会改变历史,因为这只是以光速传输的信息罢了. 人穿越时空是很危险的,任何一个动作都将改变历史,但我们的时空从未改变,说明在人类有限时间中人类未曾穿越时空,或许穿越的时空不是我们这一维,而是我们这一维的复制品.假如可以穿越时空,我们是怎么来的,未来怎么样,我们只知道时间的一小段,就像胶卷的一小部分,就算有什么力量使时间加速运动,人也不会感到,时空中许多事都是已确定的,有一种人不知道的物质赋予了人意识,我们都有这样的感觉,在自己意识之外的都是已确定的,而自己意识可改变这些确定的事物,自己的意识在别人看来,也是已确定的,这是一种很深奥的逻辑关系,用这种关系来确定人与人的“相对论”时间的运动是人意意识感觉不到的. 当人在太空中以加速度在升降机中上升与人在地球上,效果是一样的,惯性与时间是相对的,力是一个持续量,惯性在时间维中静止表现为力,运动表现为加速度. 假如时间与光速有关,惯性是时间的一种表现,物体在时间维中运动越快,与光速比值越低,其能量越大.惯性来自时间维,当超过光速,会不会出现反惯性,惯性大小应与v/c成正比,再加上其它的量就可以推导这个公式. 为什么磁铁接近录音机会产生杂音? [ 来源:中学生科技网 | 时间:2010-4-2 15:20:05 ] 每天晚上我都会打开录音机听听英语单词.这周星期三,我书包放在桌子上,照常打开录音机听英语单词,录音机发出的不是清脆悦耳的声音,而是沙哑难听的声音!于是我让爸爸查找录音机是否有问题,奇怪的是录音并没有毛病,磁带也没有问题呀!难不成是我耳朵有问题?不,不会的.那一定是录音机的问题!但为什么录音机会有杂音?以前不是好好的吗?为什么偏偏是这一天录音机出现杂音呢?爸爸说:“你是不是在录音机旁放了磁铁?”我才恍然大悟,因为书包上分明有吸铁石呀 . 为什么 磁铁放在录音 机旁就会产生杂音 ? 中学生科技网 对于这个问题,我查找了许多资料,我发现:录音机的磁带上涂有特殊磁粉,而录音机在录制磁带的时候,就将强弱不同的声波转化成磁讯号.在我们听英语单词的时候,这种磁讯号又被还原成了声波.这样,我们就能听见录制在磁带上的声音了.磁带如果接近磁体,这时磁场的讯号就会附着在磁带上,磁带上的磁讯号就发生了改变,不同于原来的磁讯号了,这样就形成杂音. 果真是这样吗?资料上的东西还不能全信,我们还得亲手实验才能得出结论.实验的工具有:一块较大的磁铁,一台录音机,一块完好的磁带.我先把磁带放到录音机里听几分钟,然后把磁铁放在录音机旁再听几分钟,你会发现磁铁放到录音机旁的确有杂音,距离越近,杂音越大,靠近时录音机里的声音变成了怪腔怪调,太逗了!当你把磁铁拿走,录音机的声音又恢复正常了. 我发现了这个秘密! 内容转载自中学生科技网

惯性力研究论文

提要物体在受到外力(去掉外力性质的重力—引力及合外力不为零的情况下)的时候其内部到底发生了什么情况?这才是区别物体是否是广义惯性运动状态的根本标准。这涉及到牛顿力学物体概念内涵的改变。如果把熵状态(熵空间)作为力学思维的出发点,许多纠缠不清的问题都好解决。前言——把简单的事情搞复杂了,太累;把复杂的事情搞简单了,贡献。——摘自某电视广告词。无论是维护还是反对广义相对论的人,其实都面对的是一团“乱麻”,说它对,也说不清对在哪,说它错,也说不清错在哪,那是因为没有一个“对的理论参考系”。我的惯性力学三定律,也许提供了此“参考系”。相对论的产生,就是把空间问题(也是场的问题)引进到物理学里来,无论如何,这是一个进步。但是,仅把“运动”当作出发点,来定义空间,总觉得有点犯了循环逻辑错误的嫌疑,因为运动(速度)本身就是由时间与空间(距离)来定义的。用时间与空间来定义时间与空间,就好象是自己拽自己的头发把自己拽起来一样,不解决问题。因为“运动”仅是物体对它物的位置关系,而位置关系仅是物体属性对外关系体现的一方面,不是全部。反过来,又仅以运动与空间角度来认识“属性”,就犯片面性的错误了。广义相对论还是正在“探索”过程中的不成熟的不能算作真正理论的理论。我在我以前的文章里说过,物体的广义惯性的对它物关系的体现有两种,一个是力(作用关系),一个是运动(位置关系)。而许多人总是在运动(机械运动)上来思考什么惯性啊、引力啊、什么等效原理啊、什么参考系等等,这是片面的,是许多问题纠缠不清的根源之所在。又把“运动”关系当作出发点来思考,或仅以“运动”角度以为就可以解决什么属性问题,就是本末倒置了。通常说“标”与“本”的关系,在力学里,仅从“运动”角度来解决力学问题,就是“治标”,不是治本。广义相对论就是如此错误之大成者。永远要值得注意的是,关系是某物属性的体现,不是属性本身。抛开了某物及某物的属性,而要解决属性问题,是解决不了的。广义相对论就是抛开了物体这一最基本的前提,仅用什么度规什么坐标系(参考系)的变换来解决惯性及“引力”等问题,引得许多人到如今还在争论不休,就是此原因。我们还是回到“物体”本身上来,回到体现其属性的另一个关系——力作用关系上来。就容易解决许多纠缠不清的问题。在我这里,同样的物理常识,就有了不同的思维方式。我在此是在重新调整力学的思维方式。一、受力的物体内部到底发生了什么情况?有人说受力(接触力,像磁性力另说,而外力性质的重力与虚构性质的惯性力是在此我要重新认识的“作用”。)物体发生了形变,但这是外在的问题,此外在的形变也有因为物体内部的情况的变化引起的因素。受合外力为零(接触力)的物体也形变。我们要看看在受到合外力为零与不为零情况下的物体的内部到底发生了什么情况。我现在举几个现象方面的例子:先用水性质的物体来说明一下。1.有“重”的情况:(1)在地面上的装满水的容器,当该容器在水平方向上,受外力的作用(也有加速度),此容器中的水里就压强梯度情况发生。 (2)在离心机中的装满水的试管,在离心机转动的情况下,其水里也有压强梯度情况发生。(3)静止在地面上的装满水的容器,在垂直发生方向上,其水里也有同样的压强梯度情况的发生。此容器的外力就是地面对其支撑的力。2.“失重”的情况:(1) 在地面上以静止或匀速直线运动的装满水的容器,水平方向上,水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。(2)处在自由落体运动状态下的装满水的容器,其水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。(3)在公转的太空实验室里装满水的容器,其水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。 (4)在车厢里的地板上,有此装满水的容器,假设此容器与其地板之间没有摩擦力,当此车厢突然在水平方向上加速时,在车厢里的人看来,此容器有加速运动(在地面上的人看来,此容器还是静止的),但其容器里的水在水平方向上没有压强梯度情况的发生。此容器没有外力作用之。说明:(1)在原来的力学里,有“重”的情况的(1)与(2)的压强梯度被解释为虚构的惯性力(也被称为没有来源的力)造成的。其(3)的压强梯度被解释为“引力”(也是虚构的力)造成的。在我这里,其压强梯度不被解释,是认识的出发点(公理化。如果除了虚构的惯性力与引力的原因的解释,而有其他的原因的解释,我的此出发点不成立。)。是表示其物体有外力作用之,也是表示对此外力有反作用力,其反作用力就是其物体的广义惯性力。反过来,其物体有外力作用之,必有物体内部的此“压强梯度”情况的发生。其外力或其广义惯性力与此“压强梯度”在量上有正比关系。“失重”的情况也“统一”理解为没有外力作用之。(2)气体也有此“压强梯度”情况的发生;固体的此“压强”表现为“胁强”。(3)离心机里的此“压强梯度”的二阶导不为零。(4)把此“压强梯度”的“唯象”性,变为抽象的ρ梯度(就是我的惯性力学三定律里的P内),是新的物理量,物理单位名称为“坦”。(5)于是,原来牛顿力学的“刚性”的与“没有内部结构”的物体概念就变为有不是“绝对刚性”与有“内部结构”内涵的物体概念。(6)当一辆汽车突然撞在“刚性”障碍物上时,此汽车就撞坏了,是由于其负加速度突然非常变大,依我的广义惯性运动定律,其汽车的P内也突然变大,也就是其质量部分的胁强变化突然变大,就造成了车体的破坏。其前面(被撞的部位)之所以被破坏得厉害,是因为汽车不是绝对刚性的物体(有一定的弹性)。(7)在实践上,人们在说战斗机里发生的“失重”与“超重”时,已经没有了所谓的“引力与惯性离心力”原因的区别,已经都统一为“重力”的说法了。所以,我的“理论”容易被一般人理解,不是“超玄”的。完全可以直接代换中学力学里的“牛顿相应的定律”。在中学力学教材里独立的“失重与超重”问题,就不必讲了,此内容已经包含在惯性力学三定律里了。(8)在爱因斯坦的“等效原理”里说什么“在惯性系(所谓的自由空间等)里与在引力场里的局部惯性系(某加速值的)里的所有的物理规律是相同的或所有的实验结果是相同的等同类不同方式的说法,比形而上学还形而上学。实际上只有一个“现象”是相同的,就是此“压强梯度”现象。如此的比形而上学还形而上学的“等效原理”,带来的直接错误后果就是把“光束与升降机的运动速度合成思维实验”带到了“动力学”里,也随带着把狭义相对论的理论带到了“动力学”里,于是,就繁衍出了什么“一级近似、强引力场、光线引力弯曲、引力透镜、黑洞”等劳什子。而爱因斯坦实际上是用“广义惯性”(用度规)在重力场里的“广义惯性运动”(测地线) 来定义引力场(弯曲时空),本来是“同一关系”,其定义结果——弯曲时空的前提(广义惯性)已经解释了“引力”,结果被人(爱因斯坦本人在此也糊涂)错误地理解为几何性质造成了引力的因果关系。如果还有人以为我的惯性力学三定律是什么广义相对论的什么级近似情况的定律,那实在是为广义相对论的继续存在找借口。不能为了“光”一定存在在力学里,把我们的认识搞混(昏或浑)了。我的惯性力学三定律是已经吸取了广义相对论的合理内核的结果。 (9)参考系是“观察”及“失重与有重”是体验,但这都是感性表达,而理论必须是客观性与理性的表达,于是,用此“压强梯度”现象与“ρ梯度”来说明与表达,这就是客观性与理性。(牛顿第一定律的物体的状态也是表示物体的失重状态)二、空间问题1.物体的内部空间问题物理意义的空间与物体的内部空间的涵义是什么?这是困扰爱因斯坦一生的问题,(见爱因斯坦晚年对他的早年著作《狭义与广义相对论浅说》第十五版的附录)当物体有体积的时候,就应该说有内部空间。但是,爱因斯坦就在此问题上拿不定主意。比如一只两头没有盖(有盖也可以)的大油桶,你说此大油桶占据了什么空间,是圆柱体积?我想通了,是油桶的质量部分占据的空间才是物理意义上的物体内部空间。 爱因斯坦的“物体具有空间的广延性”,应该就是此涵义。P内就是指此空间结构。爱因斯坦之所以没有总结出此惯性力学三定律,其原因是把注意力用在了参考系的变换,而忽略了物体的内部空间性,而他到了晚年认识到“物体(不是物质)具有空间的广延性”时(见《狭义与广义相对论浅说》第十五版的附录说明),就已经说明了他开始注意到了物体的内部空间(物体质量部分所占据的空间)性问题,但他已经来不及总结出此惯性力学三定律了。2.物体的外部空间的问题地球有重力场,地球也是物体,地球的内部空间也可以定义为物质质量部分占据的空间。地球的此空间,也有此质量部分的“压强梯度”现象(中聚度,如在地球的大气层与海洋中也有此压强梯度。),也可以说P内,但是,具有物理性质的重力场(空间)可以延伸至月球轨道之外,而与质量无关。为了解决此问题,只得承认有一个独特的有物理意义的空间——重力场。而此空间的物理量P外与P内的物理单位相同。P内与P外对距离的积分,还可以理解为有的书中所说的“内势与外势”问题。于是,就一定应该有具有重力场的物体与不具有重力场物体之分情况。只有此种区分,许多问题都顺理成章。进而,重力场必须是有范围的。否则,许多悖论都出现了,许多“应该”发生的“异常现象”没有发生就无法解释。比如:“九星连珠”现象的发生,按理(万有引力)应该有异常现象发生,结果,什么异常现象都没有发生。而按我的结论,就可以很好地说明为什么没有异常现象发生。所以,我说的“只有整体天体才具有重力场,而重力场是有范围的”,是合乎情理的。3.引力场概念必须抛掉只要承认在任何物体之间有所谓的引力,引力场概念就没有存在的意义。只要承认任何物体之间有引力作用,广义相对论也不成立,我的惯性力学三定律也不成立。有“引力”的作用,就没有“场”的“作用”(属性问题),这是不相容的。然而,奇怪的是,多年来学术界竟可以同时运用之。爱因斯坦把把统一场论问题留给了后人,而后人又把此问题转化为四种相互作用力的怎样统一的问题。而通常的解决此不相容的办法是假设什么微粒子的传递,复杂了,麻烦了。靠假设的“东西”(不是某客观东西的抽象)建立的理论,不是理论。4. 熵空间有重力场的空间与无重力场的空间是我的理论的前提,是思维的出发点。但是,最好是用“负熵空间与熵空间”(不是狭义的熵)来理解此出发点。因为此空间具有物理意义。有了我的惯性力学三定律,有了熵空间与负熵空间,与其分别对应的原来的绝对空间、欧氏空间、平直时空与惯性系及原来的弯曲时空、非惯性系与引力场这些概念也就没有存在的必要了。离心分离机之所以有"分?quot;效应,也说明其试管在旋转的情况下,试管内部空间是负熵空间。而放在地球重力场内的静止的"试管"中也有此"分离"效应。重力场可类比静电场,但又不是静电场。但有人把重力场(引力场)当作“电磁场”来看待,又弄出个什么“引力波”来,是没有客观事实根据的。5.有关的若干问题(1)什么绝对运动、相对运动、加速系、绝对时间、相对时间、平直时空、弯曲时空等等,统统撵回到纯运动学那里去;坐标系是描述用的;参考系是操作性问题,不是力学思考的前提问题。把参考系与坐标系也“撵”回到纯运动学那里去。物理就是研究物质的道理,抽象的空间、时间与运动的“本身”没有物理。去掉物体的抽象运动,是形式的问题。不能说空间有物理的属性,弯曲时空有“引力属性”是错误的。弯曲时空是不能证明存在与否的,因为是形式,是抽象的。物质的物理与其形式(空间时间与运动)是同一性关系(内容与形式的关系),不是因果关系。 在操作上,有重力场的空间有确定的参照物,而没有重力场的空间就是熵空间。通过我的广义惯性运动定律的加速度a可以转换出其他的运动形式,如a=v2/r等,然后再运用什么坐标系与参考系来描述。绝对参考系问题是具体问题具体分析的问题。如有绝对方向参考系,飞机上的“陀螺仪”就是例子。(2)牛顿的惯性定律实际上包含两个涵义:物体在惯性运动状态时有“被动性”(无外力情况下),而在非惯性运动状态时(有外力的情况下)又有了要改变非惯性运动状态的主动性(能动性)。这才叫对立统一。然而人们只注意了“被动性”方面。(3)自由落体运动(包括抛体运动),都是广义惯性运动。(4)把物体的惯性问题与坐标系什么参考系结合起来,叫什么惯性系,这是把“关系”直接赋予了属性的逻辑错误。要把运动状态本身与为了描述运动状态的参考系问题分离开来。(5)静止在空间中的卫星才可以用“引力定律”计算其“力”,但此力不是“引力”,是其卫星的广义惯性力,此广义惯性力的反作用力的外力应该是某一个阻止卫星下落的另一个实在“力”。宇宙中的天体运动都是广义惯性运动。而与其广义惯性力抗衡的外力,除了碰撞和爆炸等外力外,几乎没有恒定的其它外力与之进行“强”相互作用。所以,计算正在公转运动的行星“引力”是错误的。(6)当我说“战斗机飞行员已经体验了等效原理的所有内涵”时,有人也许会问:战斗机是在地球的重力场内飞行的,重力场是大范围的ρ非均匀空间,而大范围的ρ均匀空间的等效原理的情况没有算在内,怎么能说战斗机飞行员已经体验了等效原理的所有内涵?回答是:因为地面的水平方向的空间也是ρ均匀空间,重力等势面是二维ρ均匀空间。(7)像这样的提法:“一个观察者,当他的加速度计读数为零时,他不能辨别他是否在外层空间相对于恒星匀速运动,还是在地球重力场中自由降落因而相对于恒星作加速运动。”这是马赫哲学的提法。把恒星当作了“绝对参考系”。这是抽象的理论与具体问题分不开的错误,容易造成思维的混乱。(8)之所以我说可能仅在恒星、大行星及部分的整体性的卫星周围存在重力场。也是考虑了重力场内的天体的广义惯性运动一般都是圆锥曲线运动,而拿不准星团、星系内的天体的运动是否是属于这样的运动,从而也拿不准其是否也具有重力场。但从星系内的星体的运动速度角度来看,不符合“引力”定律。因此,我倾向于星团和星系空间不是“重力场空间”的认识。它们仅是类似“流体力学旋涡效应”。接着,就不得不说星系内的真空空间不是“真空”。无论怎样的“真空”,在星系这样大空间范围内,仍然有“流体效应”。 所以,以“引力”为原因来描述天体起源过程,真是牵强附会的提法,而原始星云各粒子"小质量"之间不会达到足以吸引其它粒子的“能力”。在此方面问题上,笛卡儿的“旋涡理论”也许还有它的存在价值。(9)当我们说产生重力场是整体天体的功能时,可用导电(直流电)螺线管产生磁场的类比来理解其不依赖中心“质量”的机制。而仅对于重力场本身,我们只要能够测量与描述它就够了。目前热核聚变控制问题是靠外因的控制方式,从整体科学的角度,最好是用系统自我控制方式才能解决。太阳就是自我控制方式的热核聚变,重力场的产生机制问题的解决,就与此相关。(10)天狼星的视曲线的运动被解释为有密度非常大的伴星(白矮星)存在。掉过来的看法,则是其伴星也许仅是一般类似地球密度的行星,因其公转运动与天狼星无“力”的关系,其视曲线运动需另外解释。(11)没有发现距离很近,且体积与质量都相等的两个星体互相公转的现象存在。天文观测发现某恒星亮度周期变化,说明有不发光的星体公转,可以类似日食现象。但不能说明是同样的星体。在宇宙中发现的两棵很近的恒星,实际距离很大,并不互为公转。所以,只有一种质量很大的中心星体,而绕其公转的星体体积相对来说又很小的现象存在。这说明如果水星体积与太阳体积同样大,那么会造成内部压强梯度不均匀分布的情况出现,于是,不是被这压强不均匀性所撕裂,也会落到太阳上去。客观上,天体在起源与演化过程中,自然就避免了这种情况的发生。如果水星的体积与太阳体积一样大,则会碎裂,因为会造成其内部的ρ梯度值方向的不平行情况。所以,要保证在重力场内的天体公转的广义惯性运动状态,还有其自身线度及与中心整体天体距离的限制(因为重力场的ρ梯度分布是不均匀的)。星体产生重力场也有尺度的限制,超过了,就爆炸。小了,就不能形成。行星是重力场产生后,有火山不断爆发的阶段及吸收大量星体撞击阶段。(12)当有人说“苹果自由下落运动是惯性运动”时,有人就反驳道:“重力是万有引力,惯性是运动状态。”这是目前普遍典型的错误认识。“重力是万有引力”的错误自不必说。而“惯性是运动状态”错误认识的实质是把“关系当作了属性”,同时,又是抛开了惯性的另一个在“关系”方面的体现——“力”。 (13)在我的理论里,只有“卡文迪斯实验”与之不相容(实际上与广义相对论也不相容),除了此实验,一切都顺理成章。在此,我完全有理由声明:“卡文迪斯实验”是个伪事实。是一个人云亦云,以讹传讹的伪事实。也许是卡文迪斯本人的测量误差造成的,也可能是卡文迪斯有意的在欺公众。这也许是科学历史上最大的“欺事件”。如果此实验出现在牛顿发现“万有引力”之前,还有余地承认它。可是,此实验是发生在万有引力被发现之后,是“马后炮”,是“事后诸葛亮”,就有理由否定它了。 (14)有人说:1.新理论必须比现有的理论能解释更多的观察事实;2.新理论必须能够推出现有理论全部成功的结论;3.新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本。又有人说,一个好的理论,至少满足三个条件:1.与实验事实符合;2.能解释现有现象;3.能预测新的现象。我的惯性力学三定律满足了“新理论必须能够推出现有理论全部成功的结论”条件,因为,该三个定律能推导出牛顿第二三定律、自由落体定律、牛顿引力定律、浮力定律与包含了爱因斯坦的“等效原理”。我的惯性力学三定律本身就满足了“新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本”的条件。我的此三定律与重力场仅产生于整体天体的结论,已经解释了大量的现有现象(也算被我的理论排除的原来理论解释的现象)。我的新理论仅与“卡文迪斯实验”不符合(是伪事实),其它都符合。实际上,“能够预测新的现象”条件是非常重要的条件,也就是说有指导“实践”的意义。我的理论能预测人类能够制造“重力场”,接着,就能够解决“热核控制”等实际问题。广义相对论似乎也满足该条件,但是,其一,把牛顿力学借口为“近似”,就原封不动地退回到中学教科书中去,没有满足“新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本”的条件;其二,没有“比现有的理论能解释更多的观察事实”;其三,仅预测了太阳的星光偏转现象,而此现象可有另外的解释。其它的预测,如引力波、黑洞等,到目前还没有证实;其四,到目前还没有表现出具有指导实践意义的事例。可以说,广义相对论仅有一句话有意义,就是“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’,或表现为‘重性’”这句话。也就是这一句话,才有“一字千金”的份量,在科学的历史上有“永垂不朽”的价值,从而,把人类对大自然的认识向前推进了一大步。广义相对论也许还有一个价值,让许许多多的物理人跟着学了一遍连“数学系”都当作“选修科目”的黎曼几何,不白学,也许还有“书到用时方狠少”的意义。如果黎曼在天有灵,应该对爱因斯坦感激涕零。

这个根本不需要提问,在百度还有其他如GOOGLE随便搜下,太多了。东抄西借一点,就搞定了。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关 通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出"什么是时间?"以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。 惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而"惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质"(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。 例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9) 在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。 并且,这个例子中的"高速行驶的车辆"及"对机动车的车速都有一定的限制"的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。 例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10) 通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。 事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的"惯性力",正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。 如果仅从动力学的角度来看,斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间(或所通过的位移)所共同决定的,也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在"水泥地面"上"撞击"这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率,从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是,虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因,可严格地说,斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系,因而,撞击"几下"也是一个非常重要的条件。 例3.小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?(11) 教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。 事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若以小车为参照物,小车被档板制动时已是一个非惯性系,作用在木块(重心)上的"惯性力"对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。 需要指出的是,在上述例2和例3中,斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题,而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是,在非惯性系中,我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立,从而也失去了此两例的代表意义。也就是说,这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象--即为动力学现象。牛顿的例子,毫无疑问是正确的(12),但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时,用不着举更新鲜的特别例子,倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于,惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于火车制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。 惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:"试取汽车为参考系统来研究'当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向'这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性"(13)。这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系中。而"事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。"(14)也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时,惯性系总有着特殊的地位。可是,这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应,惯性系的存在有其形而上的基础:自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性,我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式,其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是:存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而,我们应当从审美的视角来看待惯性,而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。 所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈,可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性--也就是说,把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候,对学生的这一期望是合适的吗?其实这是一个误区:当教完一些物理学的基本概念与规律以后,就要求学生用它们解释自然现象。事实上,物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象,它没有这个功能,它只是告诉我们要去感受些什么,它提供给我们的不是一种推理的方式,而是一个判断的原则 :它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。 三、惯性定律与牛顿第二定律的关系 当物体所受的合外力为零时,从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是,仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体,而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性--这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质,因为这个"任何物体",包括了天地间的万物,而万物的总称(15)即是宇宙:"四方上下曰宇,古往今来曰宙".也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性:惯性是存在的特性,是存在着的时空的特性,是宇宙的特性。 其次,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性(16)构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位,从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问,物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系(17)。由此可见,不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例,恰恰相反,现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说,正是惯性现象,构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变,因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。 最后,牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来,基本的物质粒子完全是惰性的,没有任何自发的运动,而电、磁、光这些'非物质'的力量则成为神在自然中的行动的载体(18)。也就是说,惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。 四、惯性与具体物体的质量无关 从上面的讨论可以看出:"质量是物体惯性大小的量度"这个论题,在几个角度去看都是错误的。第一,质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系,从内容上来看是个体与存在的关系,在它们之间,人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二,"物体(的)惯性"这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三,"惯性(的)大小"这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在的一种表达方式,一种特定状态的显现。第四,既然惯性并无大小,我们也不可去进行量度,事实上,任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系,因为这一函数关系并不存在,它只是人们的一个虚假的逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比 ,更不能得出它们之间的比例系数,因为这些关系均是虚假的。因而,物理学界流传的物体的惯性等于它的质量(19)只是人们一个随心所欲的错误言说。 由于物体质量与惯性无关,所以,将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的,质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用,质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种"消解"、"抗拒"力的性质。因而作者认为可将现行的"惯性质量"改称为物体的"抗性质量"。正如牛顿所说:"物体只有当有其他力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力。(20)"因为质量与物体运动状态的变化快慢有关,它事实上具有动力学特征,当一个物体的质量大时,它对运动状态改变的阻抗能力就越大。 从逻辑上而言,我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来,才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说,这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。 五、惯性定律的表述方式 牛顿第一定律是动力学定律的基础,但它本身并不表征物体的某种动力学性质,它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述,对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的:反映时间的均匀性,空间的对称性,及自然之美对人的呈现。可是,现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然,这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的,但以今天的眼光来看,这种差异性就成为值得商讨的了。 例如:一个物体,如果没有受到其他物体的作用,它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态(21)。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远,因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的,陈述的对象是"一个物体"。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的,这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例,因为"如果没有"这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。 另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(22)这样一种表述比前一种完整多了,它几乎就是牛顿的原义,但这里的"一切物体"应当换成"任何物体"(23)。因为在此论述中的"任何物体"实际上是对一切物体的否定,而"有外力"应当换成"其它物体的作用",因为惯性定律是不涉及力的,操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。 作者试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质,它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许,这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式,它强调了惯性与惯性的表现者(个别研究对象)的严格区分,这个陈述的主语是性质,这样的陈述才可称为关于"惯性"的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。 六、人们误解惯性的来源 人们在惯性问题上所犯的错误认识,既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式,又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。"事实上,牛顿似乎注定要被人误解"。(24) 在牛顿所陈述的第一定律中:(25)"每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它迫使它改变那个状态

啊呀太简单了上百度找嘛很多的我夜找过的

科学小论文生活中的惯性

一、利用惯性的例子:泼水、拍打衣服上的灰尘、推铅球、跳远助跑可提高成绩、用锤子手柄松了,往地上使劲跺几下,锤子变紧。等.二、防止惯性带来的危害:司机和前排的乘客要系好安全带、保持车距、限速限载、汽车安装安全气襄,、汽车安装安全带;等

惯性在生活中的应用例如锤头松了,锤柄在地上撞几下,锤头由于惯性就紧紧套在锤柄上。洗衣机脱水时,水由于惯性而被甩出。拍打可以让衣服运动,而灰尘由于惯性将离开衣服。跳远时先助跑一段距离,起跳后人由于惯性仍保持向前运动的状态,使人跳得更远。

在地球表面,惯性时常会被摩擦力、空气阻力等等效应掩蔽,从而促使物体的移动速度变得越来越慢。这现象误导了许多古代学者,例如,亚里斯多德认为,在宇宙里,所有物体都有其自然位置处于完美状态的位置,物体会固定不动于其自然位置,只有当外力施加时,物体才会移动。

惯性是一切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性。一切物体都具有惯性。当你踢到球时,球就开始运动,这时,因为这个球自身具有惯性,它将不停的滚动,直到被外力所制止。任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态。

惯性定义

我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性。惯性代表了物体运动状态改变的难易程度。惯性的大小只与物体的质量有关。质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大;质量小的物体运动状态相对容易改变,也就是惯性小。

1抖落衣服上的灰尘

利用惯性:拍打衣服上的灰尘;将锤柄在石头上碰几下,锤头就套紧在锤柄上了;将盆里的水泼出去;跳远运动员起跳前要助跑;子弹离开枪口后还能飞行一段距离;当你骑自行车离目的地还有一段小距离,你不踩自行车了,自行车还继续前行,滑行到目的地。防止惯性:坐在汽车前面的坐位上要系安全带;汽车限速行驶;当你骑自行车下坡,你不刹车自行车会越来越快,你怕到时速度太快出危险,你采取刹车使下坡速度比较慢

惯性离心力的研究及应用论文

1,惯性离心力,这里概念在非惯性系的研究中出现,你指的多半是向心力,它维持着物体做圆周运动。2,“圆周运动方向不断改变”,是的,圆周运动中的物体的速度方向就是圆的切向方向,你可以在圆上找两个点,做一下切线,这两条线的方向是不一样的。物体的速度每时每刻都在变化,当然指的是方向和大小。如果是匀速圆周运动的话,那么只有方向在变,而速度的大小没有不变。当然,速度还是变了的,因为方向不同了。3,“因为圆的切线是直的么?”是的,所以,物体在做圆周运动。如果向心力突然没有了。物体就会沿着切线方向飞出去了。4,“圆周的运动方向不是一直是周而复始的转圈的么,怎么说方向不断改变的呢?”,这个问题看回答2,速度的方向(运动的方向)是切线方向。5,“还有物体有惯性,要保持原来的运动,是不是指比如按照圆转圈”,不是这样的,所说的保持运动不变,是说速度不再变化,就是指匀速直线运动。就是向心力突然消失。物体不受力了,由于惯性,就保持的那个时刻的速度,开始做匀速直线运动了,就是飞出去了。 如果你真的是在说惯性离心力,那么在你理解了向心力之后,在这样来思考。如果你站在一个圆盘上,圆盘在做匀速圆周运动,你会发现,你的脚收到了一个摩擦力,这个摩擦力大小不变,但是方向在变化。当然,你并不知道你在做圆周运动,因为你看到的圆盘上其他的物体和你保持着静止。但是,如果有个观察者在地面上,那么他知道你脚下的摩擦力实际上是一个向心力,因为他知道你在做圆周运动。但是,圆盘上的你不知道,你就很困惑了,既然收到了一个力,我缺没有运动。那么,我应该还收到了一个和摩擦力大小相等,方向相反的力。注意,这个力是由于非惯性系(转动的圆盘)中,物体的惯性所导致的。只有观察者在非惯性系中才会感受到惯性离心力存在。它的性质,就是和向心力大小相等,方向相反。

向心力使物体不断改变运动速度的方向,当没有向心力时,物体因为惯性会沿速度方向飞出去。 离心力是不存在的力,是为了方便人们的理解而假设的,是惯性的体现,当物体在做匀速圆周运动的时候,由于他的速度方向时刻在改变,但速度的大小不变,人们就认为物体是在做匀速运动,但做匀速运动的物体所受合力应该为0,所以假设了离心力,和向心力相抵消。但严格说,只有匀速直线运动的物体所受合力才为0 。匀速圆周运动合力不为0,向心力产生了向心加速度。可以假象是离心力把物体甩开。这涉及到参考系问题,以后会学到。

所谓的方向不变不般指的是直线运动。曲线运动的方向是沿着曲线的切线方向的。故而你在圆周的每一点上做切线,方向都会在不断变化。至于力的大小有没有变就要看看运动(角)速度的变化W^2 *R,半径的变化……总之看公式吧。后一个问题不是很看得懂。你的解释也不错。另外我们在上学的时候一直没有学到有离心力这个东西,一般指的是向心力。离心只是一种运动现象,不可能产生力的。根据初中学过的知道,力是物体对物体的相互作用。离心运动是不可能有物体让做圆周运动的物体向外(离心)飞出去的!

因为速度是一个矢量,既有大小又有方向,匀速圆周运动是一种大小不变但方向一直在变化(变化量的方向垂直于速度方向也即指向圆心)的运动,因此其速度的变化率(加速度)是一个方向指向圆心的矢量,所以做圆周运动的物体会受到一个向外的惯性离心力

喷泉如何利用惯性的研究论文

孩子,我不学化学很久了但以前是课代表原理如1楼所言,但实际操作可能有差,要调好浓度,温度之类的 建议:1。去找课本或者实验的书,先搞原理。你可以自己猜测下,再找老师求实或者,直接找老师,讲自己的想法,否则我就算找到了原理,可实施性也不强(太危险啊之类的)2。去维基百科里查,较详细且权威3。你最好先看下历年的实验报告,了解下他们的过程,否则容易不规范,分数打折扣的

利用了气体和液体热胀冷缩的性质,但气体比液体受热膨胀的效果更明显,所以主要是利用了气体热胀冷缩的性质

以下报告中组成人员、分工等自己填入

课题名称:探究彩色喷泉

一、课题的提出:老师在课堂上演示了氨气喷泉实验时,学生无不为其美丽而惊叹,虽然在老师的讲解下,我们初步明白喷泉实验利用氨气在水中溶解度很大(体积比1:700),在短时间内烧瓶内气压减小,从而使外界大气压大于瓶内气压,在打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。但是除了形成单一的红色喷泉,能不能形成其他颜色的喷泉呢?如果可以要选用什么药品?能不能设计出彩虹般的喷泉?

二、查阅资料,得到以下信息:

材料一:

喷泉的颜色是由以下条件所决定

(1)由溶液的酸碱性决定。

如氨气溶于水显碱性,向烧杯中的水溶液滴加酚酞,酚酞遇碱显红色,因此形成了红色喷泉。若改用紫色石蕊试剂,则会形成蓝色喷泉。氯化氢、二氧化硫等溶水呈酸性,向烧杯滴加紫色的石蕊试剂,石蕊遇酸变红色,因此形成了红色喷泉。

(2)由气体与液体反应后的生成物所决定的。

喷泉溶液的颜色还可通过瓶内气体与所选的特定溶液反应后得到的生成物的颜色决定的。

常见气体较易形成喷泉实验组合

气体

吸收液

喷泉颜色

HCl(SO2)

H2O+石蕊

红色

HCl

H2O+AgNO3

白色

NH3

H2O+酚酞

红色

NH3

H2O+FeCl3

红褐色

Cl2

NaOH+AgNO3

白色

NaOH+KI-(淀粉)

蓝色

NaOH+NaBr

橙色

CO2

NaOH+澄清石灰水

白色

材料二:

课本中利用氨气和滴有酚酞的水形成红色的喷泉,在惊叹其美丽的同时,却也因其颜色单一而感到乏味,于是通过查阅资料,有三种方案可以设计出多种颜色的喷泉。

第一种方案:烧瓶中由装一种气体改装两种或多种气体。这些气体互不反应,但却能与同一种液体反应生成不同颜色的产物而形成彩色喷泉。

第二种方案:烧杯中由盛一种溶液改盛几种互不反应的溶液,而烧瓶中只盛一种气体,且这种气体能与上述几种溶液反应生成不同颜色的产物而形成彩色喷泉。

第三种方案:用烧瓶装几种互不反应的气体,烧杯也装几种互不反应的液体,且这几种气体能与上述几种溶液反应生成不同颜色的产物而形成彩色喷泉。

三、实验过程:

1、设计实验装置(如图)

2、本课题分为四个小组,选择HCl、NH3、Cl2、CO2做为原料气,再通过选择不同的实验溶液,达到彩色喷泉的效果。

3、实验步骤:

(1)先用一个干燥的圆底烧瓶收集足够量实验用气体;

(2)用带有三根玻璃管(一端成尖嘴状,且尖嘴状一端应插入烧瓶内)的塞子塞紧瓶口,倒置烧瓶,三根玻璃管的末端分别插入盛有实验需用的三种不同试剂溶液的酸奶瓶里;

(3)三位学生同时挤压酸奶瓶,由于烧瓶内的气体极易溶于上述三种溶液中,使烧瓶内压强减小,酸奶瓶内溶液由玻璃管进入烧瓶,从而形成多种颜色的彩色喷泉。

(4)更换烧瓶内其他与酸奶瓶中溶液,达到更多的颜色喷泉。

实验的气体、溶液、颜色、变色原因如下表(其中颜色和变色原因由我们通过实验和查阅相关资料填写),装置如图

编号 烧瓶中气体   烧杯中的液体  喷泉的颜色  变色的原因

1  HCl  石蕊试液  红色  HCl的水溶液呈酸性,遇石蕊试液变红

硝酸银溶液 白色  产生了白色的AgNO3沉淀

氢氧化铜悬浮液  绿色 2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O,在CuCl2的水溶液中存在[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+两种绿色离子

2 Cl2  KSCN的FeCl2溶液 红色 Cl2氧化Fe2+变为Fe3+,使KSCN变红

KI的淀粉溶液  蓝色  Cl2置换出KI中的I2,I2与淀粉变蓝

KBr的CCl4溶液  橙色 Cl2置换出KBr中的Br2,Br2的CCl4溶液呈橙色

3  NH3  酚酞试液  红色  NH3的水溶液呈碱性,遇酚酞变红

石蕊试液  蓝色  NH3的水溶液呈碱性,遇石蕊变蓝

FeCl3溶液  红褐色  产生了红褐色的Fe(OH)3沉淀

4 CO2  酚酞NaOH溶液  无色透明  CO2与NaOH产生Na2CO3,使酚酞褪色

紫色石蕊试液  红色 CO2的水溶液呈酸性,遇石蕊试液变红

澄清石灰水  白色  产生了白色碳酸钙沉淀

四、实验总结:

通过“探究彩色喷泉”的实验研究,我们知道了形成化学喷泉的各种原理,探索了喷泉实验装置及改进,成功的做成了多种颜色的化学喷泉,获得了学习的能力。

缺点是依赖老师的地方还比较多,以后要更多的自己动脑筋,做到自主学习,争取更大的收获。

节约资源和成本。无动力喷泉的原理是利用不同容器间的水位差产生势能,驱动水在一定压强下喷射。无动力喷泉研究是为了节约电力资源和成本,大大解决了耗电量大的问题。

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