第一篇
經(jīng)典物理雖然有一點(diǎn)兒不足，但它是一個(gè)很好的近似理論，并且它是低光速宏觀物體現(xiàn)實(shí)中，所遵循的無可代替的精簡、美觀的理論，同時(shí)它是我們實(shí)際生活中觸摸可及的東西。經(jīng)典物理框架，以牛頓定律為主要基礎(chǔ)，尤其以牛頓的三大定律為奠基石。下面我就從自己所學(xué)心得，剖析剖析牛頓三大定律。
牛頓第一定律：
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，只有外力改變這種狀態(tài)為止，這是牛頓第一定律，也稱慣性定律。
一、解剖“牛一律”
牛頓第一定律不僅提出了力、慣性和慣性系的概念，而且道出了物體運(yùn)動(dòng)與力和慣性的關(guān)系。物體為什么能保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變呢？因?yàn)閼T性。宇宙萬物都具有本初性，當(dāng)物質(zhì)以質(zhì)量的形態(tài)存在時(shí)，本初性就體現(xiàn)為慣性，慣性告訴物體應(yīng)該保持原來的狀態(tài)運(yùn)動(dòng)最省事、最簡單。如果要改變原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就要有外力的作用，故外力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是物體產(chǎn)生加速度的根源。
在外力的作用下，慣性極力維持自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以反抗外力，但它只能阻礙，沒能力阻止。慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，所以在相對論中，物體在速度增大的同時(shí)，以增加質(zhì)量的方法增大慣性來提高阻礙力度(相對論中物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，其質(zhì)量越大，慣性越大)。力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的驅(qū)動(dòng)，要使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)大幅度地改變，就務(wù)必施加更大的外力。由此可見，物體運(yùn)動(dòng)的難易程度，最后就由物體自身的質(zhì)量和外來的作用力二者共同決定，即質(zhì)量越小、外力越大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變；反之亦然。從第牛頓一定律得出了慣性、力和慣性系的概念。慣性和力在文章《慣性性能論》和《場論動(dòng)力學(xué)》里已經(jīng)說清了，而且我們也能感覺到它們的存在。例如，當(dāng)剎車時(shí)你容易向前傾，這是因?yàn)榱?xí)慣要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而車座給你的阻力卻讓你跟隨著車一起停止，所以導(dǎo)致向前傾的現(xiàn)象。再比如相同條件下，加的油門越大，車越走的快，這是因?yàn)榻o的力越大，車越容易提速。關(guān)于慣性系，我們下來要好好說道說道。
二、慣性系
物體的運(yùn)動(dòng)是絕對的，但運(yùn)動(dòng)的描述是相對的，相對誰呢？相對參考系。這就要求我們在研究物體運(yùn)動(dòng)之前，找準(zhǔn)參考系(或參照物或參考物)，通常用的參考系為慣性參考系，簡稱慣性系。牛頓第一定律中，做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的參考系是慣性系。慣性系是指，不受外力(或受合外力為零)的物體或系統(tǒng)。不受外力，系統(tǒng)就會(huì)保持相對靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其時(shí)間是均勻流逝的，空間是均勻和各向同性的，在這樣的參考系內(nèi)，描述運(yùn)動(dòng)最簡單，運(yùn)動(dòng)定律都是等效的定律，故此參考系就是慣性參考系，簡稱慣性系。物質(zhì)相對于慣性系靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其受合外力就為零；物質(zhì)受合外力為零，就一定相對于慣性系靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
慣性系高清了，但哪里找這樣的慣性系或者什么樣的系統(tǒng)才能看作是慣性系？其實(shí)真空中的光速就是一個(gè)不錯(cuò)的選項(xiàng)；但是以光速為參考系難操作。所以人們常常以地球作為慣性參考系，如果把地球看作慣性系，那么相對于地球靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，都可以當(dāng)作是慣性系。如果想嚴(yán)格一點(diǎn)，科學(xué)家常以遠(yuǎn)離其它天體的星系為慣性系；同理相對于此天體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，都可以當(dāng)作是慣性系。不管是地球，還是遠(yuǎn)離其它天體的星系都是近似的慣性系；即使是光速，也在引力場中發(fā)生了彎曲。為了研究的方便和概念的推廣，科學(xué)家們提出了相對慣性系，即一切做等速直線運(yùn)動(dòng)的任何參考系都是慣性系。現(xiàn)在的問題是，有沒有一個(gè)完全絕對的慣性系呢？這是一個(gè)非常嚴(yán)肅而又復(fù)雜的問題。為此，科學(xué)家們正在尋找更加完美的慣性系，但絕對的慣性系即使存在，也恐怕難以求索，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)具有相對性，并且萬物都處在相互作用之中。即使如此，我們也要不斷努力，這樣才能更好地接近目標(biāo)。如果有人硬要不信這個(gè)邪，那只能到宇宙大爆炸的始端去找找，因?yàn)槟抢镉形镔|(zhì)本初不變性的密碼。能子源版權(quán)，違之必究！
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