初次接触到物理学科时，很多同学会很痛苦，甚至是茫然失措。这些物理的规律，跟正常人的第一感觉完全不一样，甚至是反常识的。

今天，小优老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？

伽利略曾说过：物体的运动，不需要力维持。

牛顿也表示赞同。

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。

换而言之，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。

我们生活中常见的事情中，如果不给一个物体施加力，它会慢慢的停下来。比如熄火的汽车，踢出去的球，都会停下来。牛顿第一定律，的确有些“反常识”。

大家要注意，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。亚里士多德因为漏掉了助力，才有了“物体的运动需要力来维持”的说法，遭到后人的反对。

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。

摩擦力是什么？

提到摩擦力，很多人都联想到了阻力。仿佛摩擦力的存在，就是为了阻碍物体前进的。

其实，摩擦力可以分为滑动摩擦和静摩擦。静摩擦力的定义是“阻碍物体相对运动趋势的力”，这个力有的时候会以动力的形式存在。

比如在斜坡上放了一个箱子，箱子静止没有滑下来。阻碍它下滑的力，就是斜面产生的静摩擦力。

如果把斜坡换成倾斜的传送带，物体随着传送带向上运动而没有发生滑动，这个时候静摩擦力的方向与物体运动方向相同，也就是扮演了动力的角色。

再举个简单的例子，如图手持杯子，杯子之所以没有掉落是因为受到了手的摩擦力。当拿起杯子向上移动，这时候杯子受到的摩擦力就提供了动力。

手指上的指纹，就是为了增大摩擦的。如果没有摩擦力，东西都拿不起来，裤子都提不上去。

走路时的摩擦力

人走路或者跑步的时，脚受到的摩擦力是怎样的呢？

如图，动力脚蹬地的时候，脚有一个向后运动的趋势，于是地面产生了一个静摩擦力阻碍这种趋势，这个静摩擦力就是人前进的动力了。换个角度说，脚对地面有个向后的力，根据力的相互作用，地面对脚也有一个向前的静摩擦力。

如果你听懂了，咱们一起做个难题，虐一下脑细胞。

自行车轮子的摩擦力

如图，人在蹬自行车时，前轮和后轮受到地面的摩擦力的方向是怎样的呢？

请分析人在蹬自行车时，前、后轮摩擦力方向(单选)（ ）

A.前轮受到的摩擦力后，后轮受到的摩擦力向前

B.前轮受到的摩擦力前，后轮受到的摩擦力向后

C.前、后轮受到的摩擦力都向后

D.前、后轮受到的摩擦力都向前

？

这个模型，曾经困扰过很多小朋友。其本质还是判断哪个摩擦力是动力的问题。蹬自行车时，后轮是驱动轮，如同人脚蹬地一样，因此后轮受到的地面的静摩擦力向前。而前轮是被推动的，地面对它的摩擦力是阻力，方向向后。

学习物理时，很多小朋友都喜欢凭感觉，这样会很不可靠、很痛苦。因为有很多物理规律都是"反常识"的，跟你的第一感觉完全不同。

液体产生的压力可能大于液体重力吗？

帕斯卡裂桶实验

在1648年，一个名叫帕斯卡的年轻物理学家表演了这样一个实验。

一个密闭的装满水的酒桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管子里灌水。仅仅到了几杯水，却发生了令人惊讶的结果：桶被压裂了，水就从裂缝中喷射出来。

这个实验中，几杯水的重力并不大，为什么可以产生这么大的压力？

液体压力之谜

液体压力的产生原因之一是液体本身受到重力，这个是肯定的。但液体产生的压力大于自身重力，解释起来就比较复杂了。

实验中桶被压裂，要归功于以上的液体压强的传递性。即帕斯卡定律：封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将大小不变地向各个方向传递。

如图所示，把整个帕斯卡裂桶实验模型看成两部分，一部分是细管中液柱，另一部分是水桶中的水。细管中的水柱很高，产生的压强很大。桶的顶部受到来自水的压力，这时桶顶会反过来对水施加一个反作用力。

然后根据帕斯卡定律，这个反作用力被水传递到了桶身各个部位。最后，你会发现桶内各个部位受到的压强或者压力都很大。

如果用简单的话描述，桶底受到的压力，一方面来源于水的重力，另一方面来源于桶上壁的压力的传递。

也就是多，是桶自己压了自己，还把自己压裂了。

容器倒置问题

液体产生的压力大于自身重力，这种例子还有很多，如图：把一杯没有装满的橙汁倒置过来（A→B），橙汁对容器“底”的压力是如何变化的？

如图A→B，橙汁对容器底的压力是如何变化的?(单选)（ ）

A.变大

B.变小

C.不变

D.无法确定

？

一滴水可以浮起万吨巨轮吗？

针对这个问题，李永乐老师给出了肯定的答案。根据阿基米德浮力定律：建造一个和轮船水下部分一模一样的船坞，往里滴一滴水，那么就跟大海里一样，能浮起万吨巨轮。

看完这个模型，你会发现“一滴水浮起万吨巨轮”属于理论可能，现实中很难实现。但咱们可以降低一下难度，证明这样一个问题：液体产生的浮力可以大于液体本身重力。

比如：你有10N的水，它能够产生的浮力可能是20N吗？

把10N的水倒在一个圆柱形容器里。再找一个直径比前者小，重力为20N的水瓶放到容器中，你会发现它漂浮了。

接下来进行受力分析：根据物体漂浮时二力平衡，浮力=重力。也就是说，容器里的水产生了大于本身重力的浮力。

如果你仍然理解不了，肯定被阿基米德原理影响了。

阿基米德原理中的G排，是排开的液体的重力。但要注意，G排并不需要真的溢出去，也不需要真正的存在这些水。

之前的文章中，讲过“液体压力大于自身重力”的问题，其原理也可以用在这里：因为浮力的本质就是液体压力的合力，浮力完全可以大于液体本身重力。

好了，今天讲解的反常识物理，就到这里了，欢迎大家加小优老师微信，留言评论！