關(guān)于力和運(yùn)動的兩點(diǎn)思考

摘 要：滑動摩擦力是高一物理力學(xué)中的最后一種性質(zhì)力，而且是難度最大、涉及問題最多的一種性質(zhì)力。關(guān)于它的學(xué)習(xí)和理解，直接影響到隨之而來的物理學(xué)習(xí)。平均速度與平均速率是高中物理運(yùn)動學(xué)中比較容易混淆的兩個概念，稍不留神就會張冠李戴。避免錯誤之訣竅只有一個：謹(jǐn)記兩個定義。

關(guān)鍵詞：滑動摩擦力；正壓力；平均速度；平均速率

力學(xué)是高一物理學(xué)習(xí)中除運(yùn)動學(xué)之外的另一部分最基礎(chǔ)性的內(nèi)容，這兩部分可以說你中有我，我中有你，你離不開我，我也離不開你，甚至可以共同出現(xiàn)在高中物理教材中的任何一個章節(jié)里。隨處可見這一說法絕不夸張。而我們又都知道，在學(xué)習(xí)力學(xué)的過程中，三大性質(zhì)力的最后一種、難度最大、最易出錯的就是摩擦力。摩擦力之所以被冠以如此多的對于學(xué)生而言不想聽到的頭銜，最主要的無外乎兩個原因：一是產(chǎn)生條件多，二是存在兩種不同情形。其中滑動摩擦力是定量計算最多、問題最多、考察最多、涉及面最多的一種摩擦力。

人教版教材，從我一開始參與高中物理教學(xué)以來一直沿用如下說法：滑動摩擦力的大小跟正壓力成正比。有何不妥？我們在高一階段學(xué)習(xí)三種性質(zhì)力的目的有二：一是認(rèn)識并理解三種性質(zhì)力，二是學(xué)會受力分析。受力分析是解決力學(xué)問題必須掌握的最基本技能。教材中提到“滑動摩擦力的大小跟正壓力成正比”，在我們研究一個物體所受滑動摩擦力的時候，把誰作為研究對象也就是誰是受力物體呢？顯然就是我們剛才說的那個物體。教材中上面說法的后面一部分又說到“與正壓力成正比”，教材中提到正壓力，也就是說，我們剛才要研究的那個物體對跟它接觸的另一個物體所產(chǎn)生的壓力。讀者朋友有沒有看出端倪？教材中的此種說法，無形之中把受力物體與施力物體混淆在了一起。在我們解決所有的力學(xué)問題中，首要任務(wù)就是要確立研究對象，也就是說是誰受到的力。所以，按照人教版的說法，就是在我們需要研究一個物體所受滑動摩擦力的大小的時候，即我們想知道受力物體受到的力為多少的時候，還要看它同時又作為施力物體對跟它接觸的原來作為施力物體現(xiàn)在被迫又作為受力物體的另一物體的力有多大！顯然，人教版的這種說法有混淆研究對象的嫌疑。不可否認(rèn)，力的作用是相互的，施力物體同時也為受力物體。但我們在研究受力物體所受力的作用時，不可以同時又把它作為施力物體對待，這樣會使得我們的研究對象混亂不清。這就好比高一新生，你若讓他畫出放在斜面上的物體所有支持力的時候，他總是不經(jīng)意地把對斜面的壓力也畫上去，他還總是振振有辭地說“力的作用是相互的，難道它同時對斜面沒有壓力嗎！”問的是物體受到的力而沒問物體給斜面的力，卻答非所問。我總認(rèn)為，作為人教版不應(yīng)該有如此表述。至于何種說法最合適，我在這里斗膽提出一種，僅供參考。既然力的作用是相互的，接觸面之間在有壓力的同時還同樣存在著支持力，當(dāng)不太好表述時，不如籠統(tǒng)地說“滑動摩擦力跟接觸面間的彈力成正比”。這就好比，對面來了一個人，分辨不清是男人還是女人的時候，你只要籠統(tǒng)地說來的是一個人，就絕對不會錯。

下面是關(guān)于運(yùn)動里一個問題的淺顯認(rèn)識：運(yùn)動學(xué)在高中物理學(xué)科中起到舉足輕重的作用，可以說它與力學(xué)共同支起了物理學(xué)大廈。也更可以這樣說，任何章節(jié)、任何內(nèi)容只要想與運(yùn)動學(xué)或者力學(xué)知識聯(lián)系起來設(shè)計任何綜合性復(fù)雜的問題，那簡直是輕而易舉。于是乎，近幾年我們一直使用的2004年版人民教育出版社所出版的高一物理教材，就把運(yùn)動學(xué)安放在了第一章如此醒目的位置。對于運(yùn)動學(xué)本身的重要性，由此可見一斑。

在運(yùn)動學(xué)里，就是學(xué)習(xí)和掌握時間、位移、速度、加速度四個物理量，以及它們相互之間錯綜復(fù)雜的關(guān)系，即物理規(guī)律。其中描述運(yùn)動快慢的物理量——速度，有瞬時速度、平均速度、瞬時速率、平均速率之分，此四個物理概念中最易混淆的是平均速度與平均速率。學(xué)生混淆的原因，是由于概念記憶不清。在物理學(xué)中我們規(guī)定，位移除以時間就叫平均速度，而路程除以時間則為平均速率。學(xué)生混淆，初學(xué)者在所難免，然而教材卻出現(xiàn)了一個讓我非常困惑不解的問題。2004年版人民教育出版社高一物理教材第十九頁中的第四題里，題目畫出了一張從北京西站到深圳來往行駛的兩輛客車行程時刻表。這個表格里所標(biāo)示的兩站之間的距離就是指路程，也就是說通過題目所給條件根本無法求得兩站之間的位移為多少，所以用位移除以時間求平均速度這一概念根本無法進(jìn)行求解。然而問題恰恰出現(xiàn)在這里，原題中的一二兩個問題本身就有問題，原題中怎么可能在不知道位移的前提條件下根據(jù)平均速度的定義對它進(jìn)行求解呢？所以，我講解這個問題時，遵循一個原則，也就是當(dāng)你碰到問題的時候不要盲目去處理，更不要盲目死搬硬套。首先考慮到你所碰到的問題本身有沒有問題，在問題本身就是一個錯誤的前提下，你再去費(fèi)盡心機(jī)去解決一個錯誤前提下的問題，最終一定會又多了一個錯誤。我暗示學(xué)生，幫我尋找一下這個問題中的問題。果不其然，很多同學(xué)完全受到該題目所給出的既定思路的影響，直接引用表格中實際為路程的數(shù)據(jù)錯當(dāng)成位移來計算題目所給出的求出平均速度的錯誤問題。真是錯上加錯。

這個問題一直困擾了我好久，冥思苦想，總算找到了一個良苦用心的借口與充分的理由。那就是：一個問題，往往是錯誤的情形之下給人的印象更加深刻。因為自己學(xué)識有限，只能作出此論斷，如有不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正。最后，我還是要重申一遍，對于物理概念的理解，首要前提還是記憶。只要記準(zhǔn)、記住，就不會有錯誤。當(dāng)然，不同的概念有著不同的記憶方式，絕不能一概而論。希望莘莘學(xué)子能夠在平常練習(xí)所犯的錯誤里吸取教訓(xùn)，以便在以后可以說幾乎決定自己前途命運(yùn)的最重要的考試——高考中盡量少犯錯甚至不犯錯，為自己的高中生涯畫上一個盡量少有遺憾的句號。十年寒窗，辛苦豈能白費(fèi)？誰出現(xiàn)的錯誤少，失誤少，誰就是最后的勝利者、佼佼者。