2022公共基礎(chǔ)知識(shí)之科技常識(shí)：牛頓第一定律的前世今生
今天我們要來(lái)談一談牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，又稱牛頓第一定律。也就是生活中常見的慣性定律、惰性定律。
關(guān)于牛頓第一定律，最開始的表述是在牛頓的作品《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，在原文中的表述是：任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。這也就表明了當(dāng)組合外力為零時(shí)，原始靜止物體將保持靜止，原始運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以原始速度進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。零組合外力包括兩種情況：一是物體上的所有外力相互抵消，組合外力為零；第二，物體不受外力的影響。
牛頓第一定律在我們的考試中是比較常見的，主要出現(xiàn)在科技常識(shí)部分，偶爾也會(huì)結(jié)合人文古詩(shī)來(lái)考察。所以今天我們來(lái)談一談牛頓第一定律的前世今生，以及考試當(dāng)中的新奇考法。接下來(lái)我們就來(lái)逐一談一談。
首先來(lái)看看牛頓第一定律的前世今生。
不管是牛頓第一定律的發(fā)展，還是牛頓在物理學(xué)和數(shù)學(xué)方面取得的諸多成就，都離不開歷代科學(xué)家們的努力，可以說(shuō)牛頓是站在了巨人的肩膀上。其中最為關(guān)鍵的，還是近代科學(xué)之父伽利略在理想斜面實(shí)驗(yàn)。
那什么是理想斜面實(shí)驗(yàn)?zāi)?/span>？伽利略讓小球沿一個(gè)光滑斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始下滾，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，達(dá)到與原來(lái)差不多的高度然后再下滾(這就類似于冬奧會(huì)谷愛凌小姐姐參加的自由式滑雪大跳臺(tái)的完美表現(xiàn)，大家可以自行腦補(bǔ))。伽利略推論，如果只是因?yàn)槟Σ亮?，球不?huì)再次達(dá)到原來(lái)的高度。然后，他減小后一斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍達(dá)到同一高度，但這時(shí)它要滾得遠(yuǎn)些。繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，球達(dá)到同一高度就會(huì)滾得更遠(yuǎn)。這也就意味著，如果斜面平放，球會(huì)永無(wú)止境地滾動(dòng)下去。所以伽利略得出結(jié)論，力并不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。換一種說(shuō)法，如果一個(gè)物體不受力，他會(huì)一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)。伽利略也分別在1632年和1638年，在《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》和《關(guān)于力學(xué)和運(yùn)動(dòng)兩種新科學(xué)的談話》(簡(jiǎn)稱《兩門新科學(xué)》)中記錄了他的理想斜面實(shí)驗(yàn)。
伽利略的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)很接近慣性定律了，但是他仍然沒有擺脫亞里士多德的一千多年間關(guān)于受力運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外力停止作用時(shí)便歸于靜止的陳舊觀念，所以還是和慣性定律有一定距離的。但不得不說(shuō)，伽利略的思想無(wú)疑地比他的前輩前進(jìn)了一大步，為牛頓第一定律的提出奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
于是，牛頓在1687年撰寫了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，正式將慣性定律作為第一原理提了出來(lái)。正如文章最初提出的：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。我們?cè)隈R克思主義哲學(xué)上講運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的根本屬性和存在方式，其實(shí)就是從物理學(xué)當(dāng)中得出的。牛頓認(rèn)為保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性。所以也進(jìn)一步驗(yàn)證了具體科學(xué)是哲學(xué)的基礎(chǔ)。
這就是牛頓第一定律的提出過(guò)程，它使人們對(duì)物理問(wèn)題的研究和物理量的測(cè)量有意義，從而使它成為整個(gè)力學(xué)甚至物理學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，奠定了經(jīng)典力學(xué)的概念基礎(chǔ)，從而使它處于理論系統(tǒng)中第一個(gè)原理的前提地位。
其次，我們?cè)賮?lái)談一談關(guān)于牛頓第一定律在事業(yè)單位考試中的考法。
第一，會(huì)考察慣性定律在生活中的一些現(xiàn)象，難度系數(shù)不高。
我們拿2019年的一道試題來(lái)舉例子(本文試題來(lái)自網(wǎng)友回憶版)。比如，車輛的慣性是造成許多交通事故的原因，哪些交通規(guī)則和慣性有關(guān)呢？A.限速行駛B.靠右行駛C.系安全帶D.保持車距。那我們具體來(lái)看一下這道題，A項(xiàng)正確，限速行駛，是為了防止車速過(guò)快時(shí)，由于慣性引起的制動(dòng)距離加長(zhǎng)，造成交通事故，所以與慣性有關(guān)。B項(xiàng)錯(cuò)誤，靠右行駛，是為了防止交通混亂，造成交通事故，與慣性無(wú)關(guān)。C項(xiàng)正確，系安全帶，是為了防止車輛急停時(shí)人由于慣性向前沖造成的傷害，所以與慣性有關(guān)。D項(xiàng)正確，保持車距，是為了防止車距過(guò)小時(shí)，由于慣性造成車輛追尾事故，所以與慣性有關(guān)。所以答案選擇ACD。這也是比較簡(jiǎn)單的考法，大家要有一個(gè)把握。
第二，考試當(dāng)中可能會(huì)將科技常識(shí)和人文常識(shí)貫通起來(lái)考察，難度系數(shù)較高。考生不僅要熟練掌握物理知識(shí)，還需要準(zhǔn)確理解詩(shī)句的含義。
我們還是舉了例子，比如這道2021年試題。古詩(shī)詞是我國(guó)五千年?duì)N爛文化的精髓，先人在創(chuàng)作時(shí)巧妙地借用了許多物理知識(shí)，使其作品大放異彩。下列涉及慣性的詩(shī)句是：A.坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看萬(wàn)千河B.船到江心拋錨遲，懸崖勒馬早已晚C.人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開D.飛流直下三千尺，疑是銀河落九天。那么那一句是關(guān)于慣性的呢。我們來(lái)具體分析一下。A、坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看萬(wàn)千河，是說(shuō)明地球自轉(zhuǎn)一圈的路程為八萬(wàn)里，而人與地面保持相對(duì)靜止，速度相同，不涉及慣性，故A錯(cuò)誤；B、“船到江心拋錨遲，懸崖勒馬早已晚”，是說(shuō)物體有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，這就是慣性，故B正確；C、人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開說(shuō)明環(huán)境與溫度對(duì)生物的影響，不是慣性，故C錯(cuò)誤；D、飛流直下三千尺，疑是銀河落九天，是描寫瀑布的自然景象，不是慣性，故D錯(cuò)誤.所以答案選擇B。這就是相對(duì)比較難的考法。
其實(shí)縱觀這些考試類型，科技常識(shí)總體難度不大，只要備考充分，一定可以得高分。
