惯性定律与惯性系两者中惯性的区别

材料1：‘一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。又叫惯性定律。物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。一切物体具有惯性，惯性是物体的固有性质。'

材料2：‘牛顿第一定律不是对所有的参考系都适用。不过我们总能找到那样的参考系，使牛顿第一定律适用。这样的参考系被称为惯性参考系，简称惯性系。'

分析：

根据以前的认识，我们认为牛顿第一定律成立的参考系称为惯性参考系，简称惯性系，那么我们得出，惯性系中物体不受外力的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。为什么物体不受外力的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态？因为物体的惯性，因为物体具有惯性。这样我们得出惯性系中的惯性就是惯性定律中的惯性。没有必要把一种惯性区分为两种。

对于惯性定律我们是这样认识的，任何物体都和周围的物体有相互作用，不受外力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一运动定律所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态。既然不受外力作用的物体是不存在的，那么在惯性系中，有不受外力的物体吗？

根据任何物体都和周围的物体有相互作用，不受外力作用的物体是不存在的，那么在惯性系中，不受外力作用的物体是不存在的。但是在惯性系中却是，有不受外力的物体。此时物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。

这样一个得出结论是不受外力作用的物体是不存在的，与参考系无关，与惯性系无关；另一个得出的结论是在惯性系中有不受外力的物体。这是两个矛盾的结论。这是为什么呢？【2】

这个要从我们对运动的认识和对空间，时间的认识说起。

首先，运动是相对于静止的，那么所有物体的运动是相对于谁说的？

当所有的物体都静止的时候，物体的静止变为绝对静止。静止就是绝对静止，所有的物体都是绝对静止。静止的物体保持静止，受力后才会运动起来。因此物体的运动是相对于自身的静止说的，当所有的物体都静止的时候，物体的静止就是绝对静止，物体的运动就是相对于此时的静止说的。就是说所有物体的运动都是相对于绝对静止说的。【1】

其次，运动是绝对的，运动的描述是相对的。

由于所有物体的运动都是相对于绝对静止系说的，那么所有物体的运动就有一个统一的描述，有一个共同的起点或说相同的起点，有一个描述的标准。相对于绝对静止来说，所有的物体都是运动的，但绝对静止不存在呀，那么就不能说所有的物体都是运动的了？不是的。如果绝对静止存在，那么所有物体的运动都可以通过绝对静止来描述，这样描述出的物体的速度或加速度是物体的绝对速度或加速度，与其他物体的运动状态无关，我们称之绝对运动。绝对运动是一个物体的运动。由于绝对静止不存在，所以不能把绝对运动描述出来。物体的运动只能通过另一运动的物体来描述，这样描述出来的速度或加速度，通常我们也称之为一个物体的速度或加速度，其实是两个物体或说物体与参考系的速度差或说加速度差。我们把这类描述称之为相对运动。就是说物体的运动是绝对的，每个物体都是绝对运动，但我们对绝对运动的描述是相对的。【1】

再次， 绝对空间是存在的，绝对空间的描述是相对的。

物体是静止在空间中的，当物体运动起来的时候，运动就是相对于这种静止说的，物体的运动就是在空间的运动。

空间是通过物体描述的，物体描述的空间是以物体作为空间的定点来描述的。空间可以用绝对静止的物体来描述，绝对静止系描述的空间可以叫做绝对空间。绝对空间是不动的。或者说，所有的运动都是相对于绝对空间说的，都是在绝对空间中的运动。绝对空间的运动与否，与此没有影响。由于不受外力的物体不存在，所以绝对静止的物体不存在，所以所有的物体都在运动，此时，我们选择运动的物体描述空间，可以叫做相对空间。相对空间相对于另一个相对空间可以相互静止，也可以相互运动。【3】

物体的静止是在空间的静止，静止物体就是空间不动的点，就是空间的定点。所有物体都静止的时候，静止就是绝对静止，物体在空间绝对静止，物体就是空间绝对不动的点。物体与空间绝对静止，此时，我们发现原来通常我们说的空间就是绝对空间。当物体运动起来的时候，运动是相对于此时静止说的，运动就是相对于此时的空间说的，即相对于绝对空间说的。通常我们把绝对空间称为或简称空间。

什么是相对运动？物体的运动是绝对的，但我们对运动的描述是相对的。相对运动就是物体相对于另一物体的运动。由于物体运动的不同，不同物体作为参考系描述的空间，可以相互运动。绝对运动对应绝对空间，相对运动对应相对空间。相对运动就是物体在相对空间的运动。由于绝对静止的不存在，所以绝对空间只能相对描述，我们称之相对空间。不同参考系虽然对绝对空间的描述不同，使相对空间可能是相互运动的，但这种描述是等价的，是可以相互转换的。O '与O表示任意两个相互运动的相对空间，用公式表示就是O '=O（V+at）。V+at参考系空间相对与另一参考系空间的速度。O（V+at）表示参考系空间或说相对空间以速度（V+at）运动，不是表示O与（V+at）的乘积。

再之，惯性定律认识。

不受外力的时候，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。 这里的静止和匀速直线运动指的是绝对静止和绝对匀速直线运动。就是说惯性定律是相对于绝对静止系说的。不是相对于相对静止说的，也不是相对于绝对匀速直线运动系说的。惯性定律的适用范围是所有的物体，是一切物体。所有物体的运动都是起源于静止，起源于绝对静止，是相对于绝对静止说的。正因为惯性定律的适用范围是所有的物体，所以物体受力后才会产生加速度，由于所有的物体都是受力的，所以所有的物体都是变速的，这是物体不受力时符合惯性定律，受力时符合牛顿第二定律和第三定律的原因。

我们说所有的物体都是受力的是相对于谁说的？受力是相对于不受力说，所谓不受力是相对于惯性定律中的不受力说的。这里的不受外力是绝对的不受外力。

再之后，惯性系中符合的是惯性定律？

不是的。正因为所有的物体符合牛顿运动定律，正因为所有的物体都受力，所以所有的物体都是变速运动。我们说的惯性系与非惯性系只是在‘所有的物体都是变速运动'里的划分。惯性系符合的是与牛顿运动定律描述一样但不是一个定律的定律。我们可以称之为惯性系中的牛顿运动定律。1，在参考系看来，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。这叫惯性系中的惯性定律。与惯性定律的区别是，惯性定律描述的是绝对不受外力；惯性系中的惯性定律描述的是相对不受外力。当然保持运动状态也是一个是绝对的，一个是相对的2在参考系看来物体受力时，物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。这叫惯性系中的牛顿第二定律,也表示为F=ma。与牛顿第二定律的区别是，牛顿第二定律描述的是绝对力，惯性系中的牛顿第二定律描述的是相对力。受到的外力是相对于参考系说的。

惯性系中的不受外力的时候一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，我们把这种相对于参考系的，物体的这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质也叫惯性。其实，由于所有的物体都受外力，是变速运动，所以惯性系也是变速运动。物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态其实是物体受力后的运动状态。物体受力后的运动状态由外力与物体的惯性{这里惯性指惯性定律中的惯性系}共同决定。就是说我们把物体受力后，由外力与物体的惯性决定的物体运动状态归结为物体的这种运动状态是由物体本身的性质决定的。

就是说参考系中的惯性是把外力与惯性两者的作用看做是物体的惯性。如果惯性定律中惯性或说物体的惯性称之绝对惯性，那么惯性系中的惯性就相对惯性。

惯性定律中不受外力的时候一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，指的是绝对匀速直线运动状态与绝对静止状态。物体这种保持绝对匀速直线运动状态与绝对静止状态的性质就是惯性。

所有的物体都是受力的是相对于不受力说，所谓不受力是相对于惯性定律中的不受力说的。这里的不受外力是绝对的不受外力。所有的物体都是受力的，我们知道惯性定律告诉我们，物体如果没有受到力的作用，物体的运动状态不发生改变。由此可知，如果物体的运动状态发生改变，必定要有力作用在物体上。物体的运动状态发生改变时，物体具有加速度，所以力是使物体产生加速度的原因。受力后，产生加速度符合牛顿第二运动定律，变速运动。

所有的物体都是受力的，变速运动。这些变速运动的物体又可以分为三类，相互静止的一类，相互匀速直线运动的一类，相对于静止或匀速直线运动的物体做变速运动的一类。相互静止与相互匀速直线运动的可以并为一类，此类是相互不受外力的；相对于前一类变速运动的一类是受外力的。头一类可以叫做惯性系，后一类就叫做非惯性系。惯性系与非惯性系是在所有物体受外力变速运动中的划分，都是符合惯性定律后，受外力符合牛顿运动第二定律后的变速运动。物体是变速运动，但在惯性系中可以在参考系看来是不受外力的时候保持静止或匀速直线运动状态。此时，物体不受力是相对的不受力，受到的力也是相对于参考系的受力。

所有的物体都受外力，可以说都是非惯性系。我们以前说的惯性系与非惯性系只是在这个非惯性系中划分。在我们以前说的非惯性系中，我们也可以把非惯性系分为相互静止与相互匀速直线运动的一类，此类是相互不受外力的；对于匀速直线运动或静止物体变速运动的一类是受外力的。物体的不受力是以参考系为标准的。物体受力与参考系产生一样加速度的受力状态在参考系看来就是不受力状态。

所有物体都是受力的，而相互静止或匀速直线运动的物体可以互为参考，而不受力；在惯性系中不受外力的物体，在参考系受力后，在参考系看来物体是受力的。受牛顿力的物体可以相互参考不受力，相对不受牛顿力的物体可以通过参考而受力。力分为两种，一，牛顿力，是两个物体间的相互作用；二，相对力，由于物体与另一物体相互参考而受到的力。没有施力物体。

参考系，作为空间的定点描述空间，描述物体在空间的运动，以自身的加速度作为物体不受力的标准，与参考系加速度相同的物体是不受力的。物体受的力是相对于这个不受力说的。参考系是衡量力的起点，物体受力后，力是物体间的相互作用。

时间是所有运动物体的一个共量，即T=S1/V2=S2/V2=S3/V4=S5/V5=S6/V6=S7/V7=......，因此时间与物体运动的怎么描述无关，与物体运动状态描述的不同无关，因此时间在物体运动状态的不同描述中不变。在物体运动状态的不同描述中即在不同的参考系中。因此时间在不同的参考系中时间不变。

时间就是根据t=nTg描述的，t=nTg可以描述过去的时间，可以描述未来的时间。t=nTg就是时间可以数量化描述的公式。【4】时间不论是过去时间还是未来的时间，都可以通过时间是一段时间的倍数来描述，或说单位时间的倍数来描述。与时间是否已经过去或还未到来无关。

绝对运动是一个物体的运动，与其他物体无关，是自身的运动。物体保持原来的绝对静止或绝对匀速直线运动状态不变的性质，是物体自身的性质，与其他物体无关。惯性是物体固有的性质，是自身的性质。

相对运动，是两个物体的相对运动，不是一个物体的运动决定的。通常我们也把两个物体的相对运动即运动差叫做一个物体的运动。惯性系中，物体保持的静止或匀速直线运动是相对于参考系的相互静止或匀速直线运动。物体由于惯性保持静止或匀速直线运动，是相对于参考系说的，所以物体的惯性也是相对于参考系说的。就是说物体的惯性不再只是物体本身的性质，还与参考系有关。

当惯性系受力变速运动的时候，而物体的惯性不变，物体依然保持静止或匀速直线运动，而在参考系看来，物体没有受到外力，却变速运动，不再保持静止或匀速直线运动，就是说在参考系看来，物体的惯性不再保持静止或匀速直线运动，物体的惯性没了，或者说物体的惯性发生了改变。因此在相对运动，在以参考系描述物体的运动的时候，物体不再仅是物体自身的性质，还与参考系有关。惯性由物体和参考系共同决定。

在参考系中，我们所说的物体的惯性，是相对于参考系说的，我们称之相对惯性。在参考系看来，物体不受外力的时候，总保持与参考系相互静止或匀速直线运动状态。物体的这种不受外力的时候，总保持与参考系相互静止或匀速直线运动状态的性质我们叫做惯性，叫做相对惯性。

‘物体不受外力的时候，总保持与参考系相互静止或匀速直线运动状态。'与参考系的运动状态无关，因此参考系不同的运动状态对映着不同的惯性。例如惯性系中的惯性指的是物体不受外力的时候保持与参考系相互静止或匀速直线运动的性质，而相对于惯性系匀速直线运动的惯性系中物体的惯性就是物体不受外力的时候保持与匀速直线运动参考系相互静止或匀速直线运动的性质，惯性系中的惯性与匀速直线运动惯性系中的惯性是不同的。因为在惯性系中物体由于惯性保持的静止或匀速直线运动状态在匀速直线运动系中静止的物体就变成匀速直线运动了，匀速直线运动的物体的速度发生改变，变成另一速度了。由于物体具有惯性，那么静止的物体不会运动起来，运动的物体运动不会发生改变，由此可知，惯性系中的惯性也是不同的。

虽然不同参考系中惯性是不同的，但我们依然把物体不受外力的时候保持与参考系相互静止或匀速直线运动的性质定义为惯性。由于参考系的运动状态不同，因此不同的参考系描述的惯性就会不同。在一个参考系中物体由于惯性保持静止或匀速直线运动，在另一个参考系看来就不是物体的惯性。物体就不再由于惯性，而保持与这个参考系相互静止或匀速直线运动。

参考系中物体不受力的时候，由于惯性保持与参考系的相互静止或匀速直线运动，受力后，惯性阻碍运动状态的改变。

相对运动是由两个物体共同决定的。惯性系中物体的惯性是物体与参考系共有的惯性。所以当物体没有受外力，参考系受外力变速运动的时候，在参考系看来，物体不再保持静止或匀速直线运动状态。

参考系受力时，在物体看来是参考系受力，参考系处于力与惯性共同作用下的运动状态，即变速运动；而在参考系看来就变成物体受到一个力，处于力与惯性共同作用下的运动状态。

当参考系与物体相互参考相对不受力的时候，惯性的体现就是物体不受外力，保持静止或匀速直线运动状态；当参考系与物体相互参考受力的时候，惯性的体现就是物体受外力，处于力与惯性共同作用下的变速运动。

讨论参考系中物体的惯性的时候，我们可以把参考系与物体两者放在一起来讨论，把两者看做一个整体，或者我们把参考系与物体两者称之为一个系统。当系统不受外力，参考系与物体不受外力的时候，惯性的体现就是物体不受外力，参考系与物体由于惯性保持相互静止或匀速直线运动；当系统受外力的时候，不论是参考系受外力还是物体受外力，参考系与物体之间相互变速运动。惯性的体现就是参考系与物体受外力，参考系与物体处于力与惯性共同作用下的变速运动。在参考系看来，物体受力变速运动；在物体看来，参考系受力变速运动。

参考文献：【1】《牛顿运动定律适用范围的推广》【2】《惯性系符合的是不是牛顿运动定律

》百度文库小马吃鱼2【3】《绝对空间的相对描述--相对空间》百度文库小马吃鱼2【4】 《物理学中量的计算与相对论的关系》吴兴广

2013年9月16日0:18:06吴兴广