庖丁巧解牛

　　知识·巧学·升华

　　一、力与运动状态

　　1.亚里士多德的观点

　　有外力的作用才有速度，要维持物体的运动速度也需要外力。

　　亚里士多德是凭着"直觉和观察"得出的这个结论，这与日常生活经验有许多相似之处，现在我们已经知道这个结论是错误的。

　　2.物体运动状态的改变

　　一个物体，如果它的速度的大小和方向都保持不变，则这个物体的运动状态保持不变，即我们是用速度这个矢量来描述物体的运动状态的。物体的运动状态改变了，就是指物体的速度发生了改变。由于速度是矢量，既有大小，又有方向，只要其中之一发生了改变，物体的运动状态就发生了改变。因此，物体运动状态的改变有三种情况：（1）速度大小改变，方向不变；（2）速度大小不变，方向改变；（3）速度的大小和方向都改变。

　　3.力对物体运动的影响

　　外力的作用结果是使物体的速度发生改变，而速度的改变就意味着物体的运动状态发生了改变，因此，力的作用效果是改变了物体的运动状态，也可以说"力是使物体的运动状态改变的原因"。

　　二、牛顿第一运动定律

　　1.笛卡儿的观点

　　如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

　　2.牛顿第一定律

　　（1）内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

　　（2）物理意义：

　　①明确了力和运动的关系。指出物体的运动并不需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化时，才需要力的作用。牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，这实际上是对力下了一个更加严密的定义。

　　②自然界实际上不存在不受力的物体，但物体所受合外力为零或某一方向上受力为零的情况大量存在，牛顿第一定律也符合这些情况。

　　③只有外力才能改变物体（或系统）的运动状态，内力不能改变物体（或系统）的运动状态。

　　3.对牛顿第一定律的正确理解

　　牛顿第一定律反映了物体不受外力（或所受外力的合力为零）时的运动状态：静止或匀速直线运动（即原来静止的保持静止；原来运动的保持匀速直线运动）。不受外力作用的物体是不存在的，这里所说的"不受外力"的实质是"所受外力的合力为零"。

　　例如，在平直公路上匀速行驶的汽车，受到重力，地面的支持力，牵引力，阻力四个力作用。其中重力与支持力，牵引力与阻力都满足二力平衡，因此，外力的合力为零，这与"不受外力"在作用效果上是等效的，所以，汽车保持匀速直线运动的状态不变。

　　由牛顿第一定律可知，如果物体的运动状态发生改变，必定有力作用于物体，而物体的运动状态发生改变时，物体具有加速度，因此力是使物体产生加速度的原因。

例如，物体做自由落体运动，速度大小逐渐增大，运动状态发生了变化；物体做竖直上抛运动，速度的大小方向都在改变，运动状态发生了变化。这都是因为物体受到了重力的