平衡力与惯性
进阶净力为零时，物体的运动状态不变：静止的保持静止，匀速直线的继续匀速。惯性令物体抗拒改变运动状态 — 安全带正是为它而设。
- 平衡力互相抵消，净力为零。
- 净力为零：静止的保持静止，匀速直线的维持不变。
- 惯性是物体抗拒改变运动状态的性质。
文体小知识：科普知识文章用生活实例解释科学概念，先看现象再讲原理，读完就能解释日常见到的东西。
§课文原文 Passage
1书本静静躺在桌上，高铁以 300 km/h 穿过田野 — 表面截然不同的两个场景，物理上却有一个共同点：两者的净力都是零。桌上书本的重力与承托力互相抵消；匀速直线行驶的高铁，引擎牵引力与各种阻力也互相抵消。
2这正是力与运动的关键：力不是用来「维持」运动，而是用来「改变」运动。净力为零时，静止的保持静止，匀速直线的继续匀速直线；净力不为零，速度或方向才会改变。
3物体「维持现状」的脾气，有个正式名字：惯性。急煞巴士时身体前倾、抖动毛衣的尘埃四散，都是惯性的表现。惯性大小由质量决定 — 推空购物车容易，推满货的难，就是这个道理。
4惯性也解释了交通安全：碰撞时车停了，身体却继续前冲。安全带、头枕、气袋，全都是为了拉住或缓冲这股前冲。力与运动单元至此完成，下一单元走进生命世界 — 生物分类。
1重点摘要 Summary
净力为零时，物体的运动状态不变：静止的保持静止，匀速直线的继续匀速。惯性令物体抗拒改变运动状态 — 安全带正是为它而设。
2生字卡 Vocabulary
作用在同一物体上、大小相等而方向相反、互相抵消的一组力。
所有力合并后的总效果；净力为零时物体的运动状态不变。
桌面等支撑物对物体施加的向上推力。
物体抗拒改变运动状态的性质；质量越大，惯性越大。
物体所含物质的多少，也是惯性的量度，单位是公斤。
速率和方向都保持不变的运动；净力为零时可以出现。
碰撞或急煞时拉停乘客身体的安全装置，用以对抗惯性带来的前冲。
两队互相拉扯绳子的比赛，是研究平衡力与净力的经典例子。
3逐步讲解 Steps
- 平衡力的条件两个力要互相平衡，必须大小相等、方向相反，并作用在同一物体上：桌上的书受向下的重力，同时受桌面向上的承托力，两力恰好抵消，净力为零，书便保持静止。若把桌子抽走，承托力消失，净力不再为零，书便因重力下坠。平衡只是力的互相抵消，不代表没有力作用。
- 净力为零的两种情况净力为零有两种情况：一是静止的物体保持静止，例如桌上不动的书本；二是运动中的物体保持匀速直线运动，例如高铁以 300 km/h 稳定行驶，牵引力与空气阻力、摩擦力互相抵消。两种情况下运动状态都不改变。所以判断净力是否为零，不能只看物体动不动，还要看速率和方向有没有变。
- 拔河的平衡拔河比赛是研究净力的好例子：两队势均力敌时，绳子受到两边大小相等、方向相反的拉力，互相抵消，绳子静止不动；一队稍一发力，净力便偏向该队，绳子开始移动，净力的方向决定绳移动的方向，大小决定移动的快慢。想赢得比赛，除了发力，脚下的摩擦力也是关键。
- 惯性是什么惯性是物体抵抗改变运动状态的性质：巴士急煞时，脚随车停下，上半身却继续向前倾，因为身体想保持原本向前运动的状态。抖动毛衣令尘埃四散，也是毛衣动了、尘埃因惯性保持静止而脱离。一切物体都有惯性；正是惯性解释了为什么运动状态的改变必须有力的作用，这就是牛顿第一定律的核心。
- 质量与惯性惯性的大小取决于质量：推空购物车轻而易举，起步和煞停都容易；推满货的购物车却很难起步，动了之后又很难停下，因为质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。这解释了为什么满载货车比私家车需要更长的煞车距离，道路安全指引也因此特别提醒大型车辆提早减速。
- 安全带的原理安全带是对付惯性的安全设计：汽车急煞或碰撞时，车身停了，身体却因惯性继续向前冲；安全带拉住身体，把这股前冲化解，防止撞向挡风玻璃。头枕防止追尾时头部后仰，气袋则在前冲时提供缓冲，三者配合保护乘客。所以行车必须扣好安全带，这既是法例要求，更是保命习惯。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：一个行李箱放在匀速移动的机场输送带上。指出作用在行李箱的力，并解释为何它的运动状态不变。
- 行李箱受向下的重力。
- 输送带给它向上的承托力，大小与重力相等、方向相反。
- 输送带以匀速移动，行李箱与带之间没有相对滑动，水平方向净力为零。
- 净力为零，运动状态不变 — 行李箱随带保持匀速直线运动。
- 答案：行李箱所受的力可分两个方向看：竖直方向，向下的重力与输送带向上的承托力大小相等、方向相反，互相平衡；水平方向，行李箱与输送带以同一速率移动，没有相对滑动，净力为零。净力为零时运动状态不变，所以行李箱随输送带保持匀速直线运动。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1净力为零时，静止的物体会怎样？
Q2桌上的书受哪两个平衡力？
Q3什么是惯性？
Q4为什么乘车必须扣安全带？
Q5质量与惯性有什么关系？
8重点回顾 Recap
- 平衡力互相抵消，净力为零。
- 净力为零：静止的保持静止，匀速直线的维持不变。
- 惯性是物体抗拒改变运动状态的性质。
- 质量越大，惯性越大。
- 安全带对抗惯性前冲，是车内最重要的安全装置之一。