Page 31 - 这样学高中物理更有益——力学部分
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第一章 运动学
创新以及科学发明
建立惯性原理和力与加速度的新概念。推动重物时需要的力大，而推动轻物
时需要的力小，是人们的直觉经验。亚里士多德据此得出普遍性的结论：一切物
体均有保持静止或所谓寻找其“天然去处”的本性，认为“任何运动着的事物都
必然有推动者”，并用比例定律把动力与速度联系起来。伽利略则得出新的概念，
他观察到一个沿着光滑斜面向上滑动的物体，因斜面的斜角不同而受到不同程度
的减速，斜角越小，减速越小。合理外推，如在无阻力的水平面上滑动，则应保
持原速度永远滑动。因而得出这样的结论：“一个运动的物体，假如有了某种速
度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度——这个
条件只有在水平的平面上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加
速的起因，而朝上的斜面提供了减速的起因；由此可知，只有在水平面上运动才
是不变的”。这样，伽利略便第一次提出了惯性概念，并第一次把外力和“引起
加速或减速的外部原因”即运动的改变联系起来。与前述的匀加速运动实验结合
在一起，伽利略提出了惯性和加速度这个全新的概念，以及在重力作用下物体作
匀加速运动的全新的运动规律，为牛顿力学理论体系的建立奠定了基础。这种新
的惯性概念，推翻了 1000 多年以来亚里士多德学派认为物体运动靠精灵或外界
迂回空气推动的说法，也澄清了中世纪含糊的“冲力”说。这是人类长期以来研
究机械运动的理论成果，并且得到了当时地动说支持者们的拥护。伽利略虽然没
有明确地写出惯性原理，可是表明了这是属于物体的本性的客观规律，在研究其
他物理问题时，他熟练地运用了它。然而他未能摆脱柏拉图关于行星作圆运动的
观点，相信“圆惯性”的存在，因此未能将惯性运动概念推广到一切物体运动上。
完整的惯性原理是在伽利略逝世后两年由 R. 笛卡尔表述的。
伽利略把物体速度的大小和方向的改变或加速度的产生归诸力的作用，这是
对力的性质的客观认识，也是牛顿第二定律的雏形。惯性原理的发现破除了力是
运动原因的旧概念，而认为力是改变运动状态的原因。牛顿在《自然哲学的数学
原理》一书中高度评价伽利略对第一、第二两运动定律所作的开创性工作。
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