有位學(xué)生在學(xué)習(xí)了牛頓第一定律后說(shuō)，對(duì)牛頓第一定律只能承認(rèn)一半。他說(shuō)他騎自行車上學(xué)腳不用蹬，車子由于慣性會(huì)向前運(yùn)動(dòng)，地面摩擦和風(fēng)小一些，車子就能運(yùn)動(dòng)得遠(yuǎn)一些，可以想象如果阻力更小些，自行車不用蹬就能運(yùn)動(dòng)得更遠(yuǎn)，這是令人信服的。但他又接著說(shuō)，把車停下，你不推它、不蹬它，車怎么會(huì)運(yùn)動(dòng)呢？所以總覺(jué)得力和運(yùn)動(dòng)是連在一起的。
這位學(xué)生提出的問(wèn)題非常典型，即使高中學(xué)生學(xué)過(guò)動(dòng)力學(xué)也末必真能從感情上去接受第一定律。下面我們就通過(guò)兩方面討論這個(gè)問(wèn)題：
一方面，我們應(yīng)該清楚牛頓第一定律描述的是一種理想化的狀態(tài)。即牛頓所假定的絕對(duì)空間坐標(biāo)中，可以存在相對(duì)于這一坐標(biāo)系是不受任何外力作用的靜止物體，也可以存在不受任何外力作用的相對(duì)于這一坐標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的物體。在這樣條件下，定律自然是正確的，然而現(xiàn)實(shí)中卻看不到這種情況，即使看到靜止物體和在某一段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它們也都是受到平衡力的作用，不受任何外力作用的物體是不存在的。所以通常在應(yīng)用牛頓第一定律研究具體問(wèn)題時(shí)，只是對(duì)這種理想化狀態(tài)的近似，因此學(xué)生不易接受是很自然的。
另一方面，作為理解物理學(xué)的基本概念來(lái)說(shuō)，必須嚴(yán)格區(qū)分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變這兩個(gè)不同的概念：
什么是運(yùn)動(dòng)？初中課本把物體位置的變化叫做運(yùn)動(dòng)。嚴(yán)格點(diǎn)應(yīng)該是指物體對(duì)參照物（系）發(fā)生了位置的變化，靜止也可以作為一種特殊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)對(duì)待：即物體對(duì)參照物（系）的位置變化為零。
什么是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？物體由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，或者改變運(yùn)動(dòng)方向。因此，除了勻速直線運(yùn)動(dòng)，任何變速運(yùn)動(dòng)（包括直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)中物體速度大小和方向的變化）都是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻發(fā)生改變的過(guò)程中。而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之所以改變，正是力作用的結(jié)果，其實(shí)這也正是伽利略斜坡實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的結(jié)論。
區(qū)分了兩個(gè)不同概念就比較容易解決前面提出的矛盾了：那位同學(xué)覺(jué)得他把自行車推動(dòng)起來(lái)或者開(kāi)始騎行起來(lái)總是要力的，這是千真萬(wàn)確的！因?yàn)樗谑乖瓉?lái)靜止的自行車變成運(yùn)動(dòng)的了，即使自行車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，這并不是牛頓第一定律所要研究的問(wèn)題。明白了這層道理，我們就可以明確：運(yùn)動(dòng)和力是無(wú)關(guān)的，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變則正是存在力的作用的效果，所以說(shuō)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變和力是有關(guān)的。
最后，我們?cè)俜治鲆粋�(gè)具體的例子，借以理解運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變這兩個(gè)概念的區(qū)別以便進(jìn)一步驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)和力是無(wú)關(guān)的。
一艘用鐵環(huán)套拴在固定在河流兩岸的一條竹索上的渡船，擺渡時(shí)，船工站在船上，手拉竹索，渡船則能沿竹索固定的方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
我們分析船的受力及其運(yùn)動(dòng)情況：先看水平方向，河水的流動(dòng)對(duì)側(cè)面有一個(gè)垂直于渡船運(yùn)動(dòng)方向的力，由于船用鐵環(huán)套拴在竹索上，這個(gè)力被緊繃的竹索產(chǎn)生的彈力所平衡。因此對(duì)渡船的航行沒(méi)有影響。再看堅(jiān)直方向，船浮于水面，其重力與它所受到的浮力平衡，因此船所受合力為零，它靜止于岸邊。
當(dāng)渡船載上人后，船工用手對(duì)竹索施加一個(gè)向后拉力的同時(shí)，竹索對(duì)船工也有一個(gè)大小相等方向向前的拉力，由于船工在船上，可以把他和船看成一體，這樣就相當(dāng)于船受到一個(gè)拉力的作用，于是它改變了原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這就是開(kāi)始階段力的作用效果使船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。
當(dāng)渡船已經(jīng)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，具有某一速度時(shí)，船工必須輪番地調(diào)換兩只握緊拉住竹索的手并不斷地用力，才能使船保持一定的速度橫渡，但這決不意味著力是維持運(yùn)動(dòng)的原因，因?yàn)榇谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中不可避免地要受到水的阻力及竹索與鐵環(huán)間的摩擦力，如果船工不再用力，由于這些阻力的作用將使船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，即使船的速度逐漸變慢。故船工施加的作用力可以看作是使船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生相反的改變，使船已慢了的速度再變快起來(lái)。從平均效果來(lái)看，我們可以認(rèn)為如果船工施加的力恰能和總的阻力平衡，則運(yùn)動(dòng)的船所受的合力為零，船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就沒(méi)有理由發(fā)生改變，船也將勻速地橫渡。
當(dāng)船即將抵達(dá)對(duì)岸時(shí)，船工可以不再用力讓船在阻力作用下改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使船逐漸變慢，直到抵達(dá)對(duì)岸在船底與淺灘間較大的阻力作用下使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生很快變化，船立即停止運(yùn)動(dòng)。
從以上一例渡船橫渡河流的加速，勻速，減速整個(gè)過(guò)程中，可以看出力的作用始終是使（船的）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，而運(yùn)動(dòng)和力則是完全無(wú)關(guān)的。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.simonabridal.com/gaozhong/600156.html
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