陕西省渭南市华阴市岳庙高级中学714200
摘要：本文从牛顿第一定律的内涵，延伸到平衡力和平衡状态，从而总结出力与运动的关系，让初学者通过对本文的阅读既能了解知识的建立过程，也能运用相关知识解决实际问题。
关键词：牛顿第一定律平衡状态力和运动的关系
从事高中物理一线教育工作多年，感到初学者学习力学时喜欢从纯知识的角度去学习物理，容易产生对书本知识很熟悉而解决实际问题能力不足。下面以力和运动的关系为主线让你领略力学世界是多么的奇妙和有趣。
一、牛顿第一定律
牛顿第一定律：任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态。定律有以下几点难于理解：1.地面附近的物体都受重力作用，换句话说地面附近不受力的物体是没有的。2.骑自行车不用力蹬脚踏板就会停下来，生活体验告诉我们运动需要力来维持。3.不知道不受外力时物体究竟是处于静止或者是匀速直线运动状态。
不妨把牛顿第一定律做如下表述：
任何物体在不受任何外力的作用时：
原来静止的物体永远保持静止状态。
原来运动的物体永远做匀速直线运动。
请看以下两个事例：
例１：如图1所示小球用细线栓住靠在墙面处于静止状态。剪断细线，若细线剪断的瞬间小球受的力全部消失，小球运动状态如何？
解析:小球原来是静止的，不受外力将保持静止状态，也就是说小球会永久地呆在原地。仅凭生活经验总觉得会掉到地面，这是不是很神奇？
例2：奥运冠军刘翔参加110m栏比赛时到达终点为什么不能马上停下来呢？衣服上粘有灰尘为什么用手拍几下就干净了呢？
解析：刘翔在冲过终点是运动的，由于具有惯性会保持其运动状态继续向前奔跑。衣服在手施加的力的作用下由静止开始运动，衣服上的灰尘原来是静止的，由于灰尘具有惯性要保持原来的静止状态。灰尘和衣服分开，衣服干净了。
现实生活中不受力的物体是没有的，牛顿第一定律的现实意义何在？那就来看看平衡力的相关知识。
二、平衡力及平衡状态
平衡状态:物体处于静止状态或者匀速直线运动状态。
平衡力：几个力作用在同一个物体上，如果这个物体处于平衡状态，我们就说这几个力平衡。
你一定会惊讶地发现物体受了力也可以保持静止状态或者匀速直线运动状态。接下来我们就可以用平衡力这个武器来解决很多实际的问题。
例：重为600N的人练习爬杆。（１）人在杆上静止不动，他受到的摩擦力是多大？（２）人对杆的握力增加一倍仍保持静止，此时受到的摩擦力是多大？（３）人以1m/s的速度匀速上爬，他受到的摩擦力是多大？（４）人减小对杆的握力，恰能沿杆以1m/s匀速下滑，他受到的摩擦力是多大？若以2m/s匀速下滑，受到的摩擦力又是多大呢？（５）人分别在粗糙的绳子上和杆上保持静止，受到的摩擦力哪个大？
解析：（1）人静止受平衡力的作用，f=G=600N。（2）人仍然静止，f=G=600N。在这里增加了握力摩擦力怎么不变呢？原来这是静摩擦不是滑动摩擦。压力越大摩擦力越大，只适用于滑动摩擦。（3）人做匀速直线运动处于平衡状态，f=G=600N。摩擦力与重力是平衡力，重力方向竖直向下，摩擦力方向与重力方向相反竖直向上。此时人的运动方向与摩擦力方向相同。不是所有的摩擦力都阻碍物体运动。（4）人匀速下滑不管速度是多大都处于平衡状态，f=G=600N。滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。（5）都是静止状态，f=G=600N。所受的摩擦力一样大。静摩擦时摩擦力的大小与接触面的粗糙程度无关。
结合上例，总结出力和运动的关系，让力与运动架起一座桥梁。
三、学以致用，小试牛刀
1.某物体在平衡力的作用下做匀速直线运动。若它所受的平衡力突然全部消失，则物体将（）。A.立即停止运动；B.逐渐减慢，最终停下来；C.仍然做匀速直线运动；D.在水平方向上匀速直线运动下去。
2.在一次庆典活动中，氦气球带着标语树直静止在空中，若标语质量为3kg，则标语所受的拉力为____N。（g=10N/kg）
3.用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N，此时物体受到的浮力为____N；放手后物体将____（填“上浮”“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受浮力为____N。
答案与解析：
1.物体所受的力全部消失不受外力，原来是运动的则做匀速直线运动，选C。
2.标语所受的拉力与它的重力是一对平衡力,F=G=mg
=3kg×10N/kg=30N。
3.F浮=G排=10N,放手后F浮>G物，物体上浮；静止时漂浮，F浮=G物=6N。
生活即物理，物理即生活。在学习过程中应善于从生活中找到物理知识的原型，切忌把生活和物理割裂开来。要观察生活、体验生活，把身边的现象与书本知识联系起来，养成热爱思考的好习惯，物理更是一门思维的艺术。