为什么惯性与速度无关(读了那么多年物理)
中学开始我们就已经接触牛顿的三大定律，今天我们来讲一下牛顿第一定律和牛顿第二定律。
两大定理都描了力与运动的关系，牛顿第一定律，又叫做惯性定律。亚里士多德的观点认为，物体的运动需要力来维持，否则物体会停止运动。当然这种观点也是符合我们日常经验的，如果一个静止的物体，我们不去干涉它，似乎也是没办法运动的；如果一个物体在运动，我们不给他施加力，它最后慢慢也会停止。
但是他的学生伽利略通过自己的理想实验认为:物体的运动不需要力，物体运动状态的改变需要力（力是改变物体运动状态的原因）。
他的理想实验在没有摩擦力的条件下进行的。但是在我们现实生活中，摩擦力几乎是没办法排除的，因此现实生活中运动的物体必然受到摩擦力的作用，最终停下来，这也证实了伽利略的观点——力是改变物体运动状态的原因（摩擦力使物体由运动到静止）。后来牛顿在前人的基础上总结了牛顿第一定律，即任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使改变物体运动状态为止。回到最初的问题，力与运动到底是什么？关其实就是伽利略的观点，①物体的运动不需要力②力是改变物体运动状态的原因。因此，牛顿第一定律只是定性的描述力与运动的关系，还揭示了力的本质。当然这个定律在惯性参考系下适用。那么力到底是如何改变物体的运动状态的，具体又改变了多少，我们在牛顿第一定律中无从所知。我们说说牛顿第二定律。
牛顿第二定律，又称加速度定律，即物体的加速度与所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度方向与合外力方向相同，表达式为F=ma。同样，此定律也描述了力与运动的关系。首先我们来说一下什么是物体的运动状态，其实就是速度，速度是个矢量，既有大小又有方向，无论是速度大小的变化还是方向的变化，运动状态都必然改变，因此物体运动状态的改变可以用速度的变化来定量描述。加速度是描述物体速度变化的快慢的物理量，即为速度变化率。当一个物体受到一个已知大小和方向的合外力时，通过牛顿第二定律可知，速度在瞬时的一个变化趋势，在作用一段时间后，还可以准确计算速度v的具体变化量，当然计算要遵循平行四边形法则或三角形法则。如下图，图一的V1和V2的方向一致，速度变化的大小等于V1-V2；图二是匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，方向改变，两个向量平移到共起点，根据平行四边形法则，速度变化的大小为根号二V1，方向如图所示。说明速度只有方向改变时，速度变化一样可以进行定量的计算。
现在可以回答之前的问题——力如何改变物体的运动状态，很明显，当一个静止的物体在恒定合外力的作用下会沿着力的方向匀加速运动，运动的物体在此力作用下其速度方向也会沿着力的方向逼近。具体改变多少？知道加速度可以求的速度变化。因此牛顿第二定律是对牛顿第一定律的完善，对力与运动的关系作出了定量的描述。
现在也可以说说为什么物体的惯性只跟物体本身的质量有关，跟速度无关。惯性简单来讲就是物体保持原有运动状态的属性。静止的物体有保持静止状态的能力，运动也是如此。
但是这种能力为什么与只与质量有关？首先来说说如何反映一个物体惯性的大小？显然，我们可以通过改变物体运动状态的难易程度来体现，也就是改变物体速度的难易程度来体现。运用控制变量法，给定两个相同的物体，一个静止，一个运动（相对于地面），给两个物体分别施加相同的合外力，由牛顿第二定律可知，他们会有一个相同的加速度，在相同时间内，它们的速度的变化量也是相同的，也就是改变物体运动状态的难易程度是同等的，可以说明物体的惯性与速度无关；保持其他条件一致，两球只有质量不同，此时，他们的的加速度也不一样，质量大的物体加速度较小，在相同时间内，它的速度变化较小，反映质量大的物体保持原有运动状态的能力强，因此它的惯性大。两个实验可知道，物体的惯性只有质量有关，与速度无关。
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