談物理思維的規范性
2007-12-31 00:00:00李長遠
物理教學探討 2007年18期
我們在物理學習過程中加強自己物理思維的規范性訓練是十分重要和必要的。
下面，我們通過具體的問題來說明。
例題1如圖所示，有A、B兩質量為M=100kg的小車，在光滑水平面以相同的速率v0=2m/s在同一直線上相對運動，A車上有一質量為m=50kg的人至少要以多大的速度（對地）從A車跳到B車上，才能避免兩車相撞？人對B車做的功是多少？
常見錯誤解答：
在上述解答中，關于動能定理的運用實際上是錯誤的。
動能定理告訴我們：外力對物體所做的總功等于物體動能的變化量，“動能的變化量”是指“動能的增加量=末動能-初動能”，而“初動能-末動能=動能的減少量”。
上述解答在運用動能定理的過程中，把合外力做的總功錯誤的解答為等于動能的減少量，從而導致人對B車做的負功解答為正值。
通過上面的例子可以看出，物理思維是否規范起著重要的作用。
那么如何加強學生學習過程中物理思維的規范呢？
（1）對物理概念和物理規律應該理解記憶。
理解物理知識是識記的基礎，只有理解得透，才能記得牢。作為物理知識核心的概念和規律，一般都相當抽象、簡練，而概念、規律的擴展和應用又相當具體、豐富。如果未能理解其內涵和外延，僅從字面上來死記，不僅困難，也是無效的。學習中不易記住的內容往往是難于理解的內容，為了記住，先要深入理解。
（2）養成規范的解題習慣。
例題2(2002年全國高考題)蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目。一個質量為60kg的運動員，從離水平網面3.2m高處自由下落，著網后沿豎直方向蹦回離水平網面5.0m高處。已知運動員與網接觸的時間為1.2s。若把在這段時間內網對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小。（g取10m/s2）
常見錯誤解答：研究對象是運動員，由運動學公式得：
在上述錯誤解答中，解答時只注意到求解網對運動員的作用力，而沒有去考慮運動員自身的重力，如果解答時能夠畫受力分析圖可有效避免上述錯誤。
（3）認真分析物理過程，正確使用物理規律。
例題3如圖所示，一根長為l的輕繩，一端固定在O點，另一端拴一個質量為m的小球。用外力把小球提到圖示位置，使繩伸直，并在過O點的水平面上方，與水平面成30°角。從靜止釋放小球，求小球通過O點正下方C點時繩的拉力大小。
解答本題的關鍵就是分清過程。
選小球為研究對象，其運動過程可分為三個階段（如圖所示）：
過程（1）從A到B的自由落體運動（機械能守恒問題）。
據機械能守恒定律得：mgl=12mv2B①
過程（2）在B位置（瞬間過程：小球速度發生改變）。
小球的速度由豎直向下的vB變為切向的v′B，動能減小。
則有：v′B=vBcos30°②
過程（3）小球由B點到C點的曲線運動（機械能守恒問題）。根據機械能守恒則有：
12mv′2B+mgl(1-cos60°)=12mv2C③
(4)在C點小球做圓周運動。
由向心力公式得：
T-mg=mv2Cl④
聯立①②③④解得T=72mg
如果能夠認真分析問題所發生的物理過程，抓住解題關鍵，處理物理問題時，就能夠迅速地把物理問題和所熟悉的物理規律相聯系。
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。
