理學物理學畢業(yè)論文 對物理學的研究

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1、湖南師范大學本科畢業(yè)論文考籍號：XXXXXXXXX姓名：XXX專業(yè)：理學物理學論文題目：對物理學的研究指導老師：XXX二〇一一年十二月十日摘要:對經典力學范圍內現(xiàn)行的慣性觀提出了不同的看法，認為對于慣性要區(qū)分：個別研究對象的性質與存在的性質；保持某種狀態(tài)的性質與改變某種狀態(tài)的性質；物理學規(guī)律的動力學特性與審美性。關鍵詞:慣性；存在；時間；空間慣性是經典力學中的一個基本概念，同時它又是人們日常生活中的一個基礎性觀念，并且慣性問題也是經常被物理學界討論的一個話題（1）?？墒?，盡管經典力學經過了漫長的發(fā)展時期

2、，大部分的物理教師在此問題上還存在著很多的混亂性（2），本文試從幾個方面對慣性進行了討論，望引起大家的共識。一、慣性的意義大家知道，慣性是物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質（3）。一個物體，只要不受外力作用，原來靜止的就會一直靜止下去，而原來運動的則會一直作勻速直線運動。這里的問題在于：慣性是否是物體的性質？依據(jù)牛頓第一運動定律，任何物體均具有慣性。因而，看來慣性不是被研究物體的性質，因為這一性質是一切物體所具有的，也就是說它與物體的個別特征無關。因而，慣性只能是存在的一個特征，是被研究對象周圍的

3、環(huán)境在此對象上的表現(xiàn)。換一句話說，它是存在于物體周圍的一種條件，一種約束。二十世紀初，德國數(shù)學家諾特爾（4）證明了：空間平移對稱性導致動量守恒、空間轉動對稱性導致角動量守恒、而時間均勻性導致能量守恒。事實上，物體的慣性是時間均勻性與空間對稱性的必然結果。因而它與個別的特殊研究對象無關。慣性不是個別存在物的性質，個別存在物只是慣性的顯現(xiàn)者，慣性的本質與個別存在物的特性無關。從而我們就不能用反映個別存在物性質的量（例如質量）來測度慣性。因為慣性作為存在的一種顯現(xiàn)，并無大小可言，它只是存在之狀態(tài)的表達。二、慣

4、性與物體運動狀態(tài)變化的難易程度無關通常認為質量是物體慣性大小的量度是據(jù)于這樣的理由：質量大的物體在相同的力作用下其運動狀態(tài)不容易改變。這是由牛頓第二定律所得到的基本結論。而事實上物體運動狀態(tài)是否變化，物體運動狀態(tài)的變化是難還是容易是與慣性無關的。慣性所揭示出的物體之性質不在于其使（或抗拒）物體運動狀態(tài)的改變或代表改變的難易程度的能力，而在于它的保持某種特定狀態(tài)（靜止或勻速直線運動）的本領：在最相似的物之間，錯覺說著最巧妙的謊；最小的罅隙是最難度（5）。因而慣性與物體的質量無關。倘若慣性與物體的質量有關的

5、話，則我們也可以說力與慣性也有關系。因為對于相同質量的物體而言，力越小其運動狀態(tài)就越難改變。因而，也即力越小物體的慣性越大。事實上，在慣性概念發(fā)展的最初時期，牛頓就將慣性與力進行等價的思考，當然現(xiàn)在大家知道牛頓的把慣性等同于力的思想是錯的了。如果要說質量與慣性確有聯(lián)系的話，作者以為也只能從這樣的一個視角來看：慣性是由其表現(xiàn)物體周圍存在著的與時空有關的天體質量分布情況決定著的性質。這是因為，根據(jù)廣義相對論，空間的性質是由天體質量的分布所決定的。至于時間，自從奧古斯?。?）提出“什么是時間？”以來，人們還沒

6、有認清它的真面目，也因而從更深的層次上而言，人們只認識到什么是慣性而還沒有搞清慣性是什么。慣性不是一種由個別物體自身所具備的原因（誠然，所有物體均會表現(xiàn)出慣性），它不是我們的一種吃力的、需要支撐的、痛苦感的反映，事實上，它是存在之美感的綻開。因而“慣性是物體對任何改變其運動狀態(tài)的外來作用的阻抗的性質”（7）這樣一種說法就是不當?shù)摹Ｒ驗檫@一注釋還是從對牛頓第二定律的基本分析而來的，在這一注釋中已經隱藏了牛頓第二定律及對慣性與物體質量等價的認同感。其實，慣性是一種令人十分安全的、舒適的、和諧的存在之性質，它

7、使物體的存在行為非常簡單，而人們也往往由于常見到這種存在的簡單性而忽視了它的深層含義。靜止的永遠靜止，運動的永遠作勻速直線運動，慣性就是將存在如此單調而重復地顯現(xiàn)在人們眼前。凡是背離了這兩種物體的存在情況而用慣性去解釋其存在原因的，作者以為均屬一種不當?shù)脑庌q行為。可是這種詭辯行為不僅麻木了人的腦神經而且充斥著各種各樣的教科書（8），我們來看一些下面的例子。例1．慣性也有不利的一面，高速行駛的車輛因慣性而不能及時制動常造成交通事故。所以，在城市的市區(qū)，對機動車的車速都有一定的限制，以利于行車安全。（9）在

8、這里，不能及時制動是由于慣性還是由于制動力不夠大？略作思考，讀者就可判斷出是由于后者。將慣性看成一種破壞力是十分荒唐的。而發(fā)生交通事故的真正原因是，由于車輛質量較大，而相應的制動力在如此質量的物體上所產生的加速度很小，不能使車輛很快地減速，從而在短時間內停下來。倘若對于質量較大的車輛來說制動力也允許更大，那么作者認為還是可以在一定的時間內制動車輛的。并且，這個例子中的“高速行駛的車輛”及“對機動車的車速都有一定的限制”的字句很容易使學生認為