機(jī)械能問題常見錯(cuò)誤淺析

摘 要： 機(jī)械能知識(shí)是高中力學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。作者列舉了機(jī)械能守恒問題的三種常見錯(cuò)誤，并對(duì)錯(cuò)誤的原因作分析，進(jìn)一步總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)際教學(xué)指明方向。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械能 常見錯(cuò)誤 錯(cuò)誤原因 教學(xué)對(duì)策

機(jī)械能知識(shí)是高中力學(xué)知識(shí)的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。近幾年來，這部分知識(shí)在高考中越來越重要，機(jī)械能問題解題正確率的高低直接影響到物理成績的高低。隨著課改的深入，高中物理教學(xué)越來越突出學(xué)生的主體地位，課堂教學(xué)模式發(fā)生了很大的變化，除了教師的課堂演示外，更多地強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作，從而使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究主動(dòng)獲取知識(shí)成為可能；而學(xué)生獲取的很多知識(shí)點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)探究得來的，往往只停留在表面，沒能進(jìn)一步理解、深化、掌握乃至應(yīng)用，當(dāng)碰到實(shí)際問題時(shí)，往往束手無策，不知從何下手，[1]在解題過程中出現(xiàn)種種錯(cuò)誤。本文對(duì)機(jī)械能問題中常見的錯(cuò)誤進(jìn)行分析，從三個(gè)錯(cuò)例中，總結(jié)造成錯(cuò)誤的根本原因，為學(xué)生指明方向，以便今后能更好地解答機(jī)械能的相關(guān)練習(xí)，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

1.常見錯(cuò)誤列舉

（A）滑塊不能到達(dá)Q點(diǎn)

（B）滑塊到達(dá)Q點(diǎn)后，將自由下落

（C）滑塊到達(dá)Q點(diǎn)后又沿軌道返回

（D）滑塊到達(dá)Q點(diǎn)后，將沿圓弧的切線方向飛出

很多學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為滑塊機(jī)械能守恒，滑塊到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為零，然后自由下落，錯(cuò)選了（B）。

例3：如圖3所示，物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)具有動(dòng)能100焦，當(dāng)它上滑到B點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能減少了80焦，其中機(jī)械能損失了20焦，問當(dāng)該物體回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能有多大？

很多學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為物體由A→B機(jī)械能損失20焦，則物體由B→A機(jī)械能也損失20焦，所以，物體回到A點(diǎn)的動(dòng)能為60焦。

2.錯(cuò)誤原因分析

（1）混淆機(jī)械能守恒與動(dòng)量守恒的條件。

（2）錯(cuò)用機(jī)械能守恒定律。

（3）功能關(guān)系不清楚。

在例3中，在題中，物體從A→B機(jī)械能損失20焦，即摩擦力做功為-20焦。設(shè)物體在A點(diǎn)的機(jī)械能為0，則物體在A的機(jī)械能為100焦，從A→B機(jī)械能損失20焦、動(dòng)能減少80焦，故物體在B點(diǎn)的機(jī)械能為80焦，動(dòng)能為20焦，勢(shì)能為60焦。物體在B具有動(dòng)能，所以，物體還要向上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)動(dòng)能才會(huì)減少到0。物體由A→B動(dòng)能損失80焦時(shí)機(jī)械能損失20焦，故物體由B→C動(dòng)能減少20焦時(shí)機(jī)械能損失5焦，即物體在C點(diǎn)機(jī)械能為75焦。由A→B因摩擦力做功機(jī)械能損失25焦。由C→A機(jī)械能也損失25焦，回到A點(diǎn)時(shí)物體機(jī)械能即為動(dòng)能，是75-25=50焦。

學(xué)生犯錯(cuò)的原因是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化未進(jìn)行認(rèn)真分析，未注意到物體要從B上升到C才返回，功能關(guān)系沒有搞清楚。

3.教學(xué)對(duì)策

（1）加強(qiáng)對(duì)機(jī)械能概念的認(rèn)知與理解。

物體概念是物理學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。概念之中包含重要的物理思想和方法，蘊(yùn)含著物理規(guī)律，只有真正地掌握物理概念，才能真正地掌握物理規(guī)律，從而在理解的基礎(chǔ)上靈活運(yùn)用，抓住其本質(zhì)，從而做出選擇，判斷，尋找解釋問題的途徑和辦法。[3]因此，教師在執(zhí)教時(shí)，應(yīng)切實(shí)引導(dǎo)學(xué)生正確地理解機(jī)械能的概念，把握其要領(lǐng)。

（2）引導(dǎo)學(xué)生正確理解、應(yīng)用機(jī)械能守恒的條件。

機(jī)械能守恒條件：外力對(duì)系統(tǒng)不做功，內(nèi)力中只有重力、彈力等保守力做功。有的同學(xué)誤認(rèn)為“外力不做功”與“外力的和為零”是一個(gè)意思。實(shí)際上它們之間是不能畫等號(hào)的。[2]外力的和為零時(shí)外力一定不做功，但是外力的功為零時(shí)外力的和卻不一定為零，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)。因此，教師在執(zhí)教過程中，必須引導(dǎo)學(xué)生正確地理解和應(yīng)用物體的機(jī)械能守恒條件，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行辨析，從而領(lǐng)會(huì)在什么情況下用牛頓定律解題，什么情況下用機(jī)械能守恒定律解題。

（3）加強(qiáng)解題訓(xùn)練，培養(yǎng)解題技巧。

基礎(chǔ)知識(shí)掌握了，必須通過相應(yīng)的鞏固練習(xí)，使學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力，尤其是有關(guān)機(jī)械能守恒的問題，其綜合性較強(qiáng)，往往將多方面的知識(shí)聯(lián)系起來，解題時(shí)要注意審題，把握關(guān)鍵字句，找出隱含條件，多動(dòng)腦，多分析，問題才能得到很好的解決。[1]對(duì)于在這一點(diǎn)，教師在平時(shí)就應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力，要求學(xué)生在平時(shí)解題時(shí)，盡可能將解題思路說清，遇到問題要多問“為什么”，并逐步培養(yǎng)成追根究底的好習(xí)慣。

4.結(jié)語

綜上所述，教師在執(zhí)教過程中，除了鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)口、動(dòng)手、動(dòng)腦之外，還得加強(qiáng)師生之間的交流互動(dòng)，注意引導(dǎo)學(xué)生把機(jī)械能概念理解透徹，掌握好機(jī)械能守恒條件的應(yīng)用，根據(jù)題目的實(shí)際情況，靈活選擇解法。此外，還要讓學(xué)生多對(duì)物體進(jìn)行受力分析，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合其他知識(shí)點(diǎn)解題，提高學(xué)生的綜合分析能力，這樣才能更好地解決有關(guān)機(jī)械能守恒的問題。因此，我們對(duì)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)要多檢驗(yàn)，并要對(duì)新知識(shí)、新概念進(jìn)行強(qiáng)化鞏固，促進(jìn)學(xué)生理解、掌握，進(jìn)一步發(fā)展能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]人民教育出版社物理室編著.教師教學(xué)用書.人民教育出版社，2001（4）.1

[2]勵(lì)箭生，姜水根編著.舉一反三解題經(jīng)典.上海科技教育出版社，2002.12

[3]東延民主編.中學(xué)物理教學(xué)參考.陜西師范大學(xué)雜志社，2004（5）.5.