反常识的初中物理：不受力的物体也可以运动？

学习物理时，很多小朋友会很痛苦——因为有很多物理规律都是"反常识"的，跟正常人的第一感觉完全不同。从本期开始，物理王大师带你分析一下初中物理里面的"反常识"问题。

No1. 物体不受力也可以运动吗？

物体的运动，不需要力维持。这句话不是我说的，是伽利略说的，牛顿也赞同。

牛顿第一定律：

任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

换句话说，如果一个物体本身就是运动的，在不受力的情况下，它会沿着原来的速度大小和方向永远运动下去。比如下图实验中，从斜坡上下滑的小车如果失去所有阻力，它将会永远运动下去。

这确实有点“反常识”，因为按照一般人的理解，如果不给一个物体施加力，它总会停下来。比如：踢出去足球，会慢慢停下来；熄火后失去牵引力的汽车，也会停下来。

但要注意的是，力的概念很广泛，

不仅仅是指“动力”，摩擦力和空气阻力也属于力。当年亚里士多德就是因为没有把阻力当成力，才有了“物体的运动需要力来维持”的错误说法，惨遭“打脸”。

在中国空间站《天宫课堂·第2课》中，航天员王亚平曾经做了一个“太空抛物”实验，这个实验中，被抛出的冰墩墩失重，且仅受到一点点的空气阻力，所以被抛出之后几乎是匀速直线运动。

但平心而论，亚里士多德的观点好像更符合人的“常识”，毕竟地球表面的物体都受到重力，而阻力为零也很难实现，所以失去“动力”的物体，总是被阻力影响停下来。因此这个理论一直被人们当成真理信奉了将近2000年，直到伽利略和牛顿的出现。

现在的孩子们很幸运，学完初中物理牛顿第一定律后，就开始笑话亚里士多德了。

No2. 惯性大小与速度大小有关吗？

物体保持匀速直线运动或静止状态的性质，叫做惯性，因此牛顿第一定律也称“惯性定律”。很多人都知道惯性现象，比如汽车突然加速时人会后仰，汽车突然刹车时人会前倾。

如果问你：以1m/s、 10m/s两种速度直线行驶的车，哪种情况下车里的人惯性大？

你首先想到的可能是：

速度快的物体惯性肯定大，因为车速越快更难停下来（×）。

但很遗憾，惯性大小只取决于物体质量，与速度无关。

之所以有“速度大，惯性大”的错误思想，是没有明白什么是惯性。惯性的简单解释是：物体维持原来运动状态的性质，或者说，惯性表现为

物体对其运动状态变化的一种阻抗程度。

1m/s的车容易停下来，10m/s的车不容易停下来，这样并不能说明后者惯性大，因为这样比较不公平，因为它们的初始速度不同。

如果非要比较，就让1m/s的车减速到0，10m/s的车减速到9m/s，这样就公平了。同一辆车，改变其速度的困难程度是一样的，也就是说惯性是一样的。

惯性是物体的固有属性，而惯性大小的唯一量度就是质量。

No3. 重力等于万有引力吗？

重力等于地心引力吗？

如果去查英文词典，你会发现重力和地心引力都被翻译成了“Gravity”。但实际上，物体的重力不完全是地球对它的吸引力。

如果你去查教科书，重力的定义是这样的：物体由于地球吸引而产生的力。这个说法很巧妙，因为它并没有把重力和引力划等号。说得严谨一点，重力应该是地心引力的一部分。

地球上的物体随着地球一起转动，这时需要一个向心力，否则物体早就被甩出去了。而地心引力提供了向心力，剩下的那部分引力就是重力。

由于地球上不同纬度的线速度不一样，向心力大小也不一样，所以同一个物体在不同位置，质量是不变的，但重力有可能改变。比如，物体在赤道附近，所需向心力更大，所以重力最小；在南极点或者北极点的物体，并不随着地球旋转，向心力等于0，重力最大。

PS：地球不同位置，重力加速度不同的原因除了向心力的影响，还有地球形状的影响。

话虽如此，地球表面的物体重力和地心引力的差别并不大。但在外太空，这个差别就大了：比如，空间站里的航天员处于失重状态，您能说他们没有受到地球吸引吗？显然不能，要不然他们早就飞出太阳系找三体人去了。