探析防范物理解題中的“歪打正著”之對策

劉金山

（江西省于都中學 江西 贛州 342300）

“歪打正著”是不管過程只重結果的一種僥幸.在物理解題過程中常常見到學生用錯了解題依據，或者依據不充分，卻得到了正確的結果，這是名副其實的“歪打正著”，也是在平時的教學過程中應該特別引起注意和重視的一個方面.為此，本文結合筆者的教學實踐談談與之有關的防范對策.

1 模型不分的歪打正著

【例1】（2012年高考全國新課標卷第21題）假設地球是一半徑為R，質量分布均勻的球體.礦井深度為d.已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零.礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為

歪解：根據物體隨地球做勻速圓周運動，角速度相等.可得mg＝mω2r.則

物體在地面上時

選A.

選A.

上述歪解是一位學生在板演時，寫出的解答過程.錯認為物體隨地球自轉所需的向心力來自于物體所受的重力.把本題已忽略掉的地球自轉模型卻當作主要模型來亂用.

對策：中學物理中，千變萬化的物理習題都是根據物理現象、物理事實、物理情景、物理狀態、物理過程，通過類比聯想或抽象概括，或邏輯推理，或原型啟發，尋找出與之對應的物理模型，然后選擇相關的物理規律進行求解.所以在平時的教學中，必須徹底弄清各種物理模型及其特點、規律，引導學生深刻理解各種對象模型、條件模型、狀態和過程模型、理想實驗等.以避免學生在解題過程中出現混亂模型、找不著正確模型.

2 標矢不分的歪打正著

【例2】如圖1所示，在場強大小為E的足夠大的水平勻強電場中的A點，有一個質量為m，帶電荷量為＋Q的小球，若將小球以初速度v逆著電場方向水平拋出（已知重力加速度為g），求：小球經過A點正下方時的速率是多少？

圖1

歪解：因小球在運動中只有重力和電場力做功，設小球經過A點正下方時，下落的高度為h，豎直方向的速度用v豎表示，對重力做功用動能定理，有

再對水平方向電場力做功用動能定理：因小球從拋出到過A點正下方的過程中，電場力做功為零，水平方向的速度用v水平表示，則

而水平方向在電場力作用下，從水平向左勻減速到零后又向右勻加速到v需時間

可知t時間內小球下落的高度為

則可得過A點正下方時的速率是

正解：因小球在運動中只有重力和電場力做功，設小球經過A點正下方時，下落的高度為h；過A點正下方時的速率是v′，而且小球前后經過同一等勢面過程中，電場力做功為零，據動能定理，有

而水平方向在電場力作用下，從水平向左勻減速到零后又向右勻加速到v需時間

這是出現在少數學生考卷中的歪解，錯誤地認為功、能量這個標量也如同力、速度等矢量那樣可以進行分解，進而自以為是地對同一物體的同一過程，分不同方向運用動能定理.

對策：在教學過程中，辨析好物理量的矢量和標量.矢量是既有大小又有方向（如力、速度、加速度、磁感應強度等），標量僅有大小而無方向（如時間、質量、長度、功、能量等）.只有矢量才能進行分解、合成，且遵循平行四邊形定則運算，而標量只能按照代數運算進行求解.這里應特別注意的是，標量也有正負之分，如正功、負功、勢能的正、負等，在實際問題中尤其要準確理解各物理量的正負符號的物理涵義，分清所列的各個方程是矢量式還是標量式，從而規范、正確地解決好物理問題.

3 主次不分的歪打正著

【例3】如圖2，一根固定的足夠長的光滑水平絕緣桿，兩個相同的閉合鋁環A和B套在桿上，且相隔一段距離而靜止，現將一根條形磁鐵自右向左靠近鋁環，請分析在此過程中，A和B兩環將如何運動？

圖2

歪解：當磁鐵靠近A和B兩環的過程中，由于通過兩閉合鋁環的磁通量都增大，由電磁感應定律和楞次定律可知，A和B兩環都產生了從右邊看去逆時針流向的感應電流，并且可知A和B兩環都與磁鐵相互排斥而都向左運動，同時因A和B兩環電流流向相同，也會相互吸引，所以A和B兩環將在向左運動的同時又會彼此靠近.

正解：當磁鐵靠近A和B兩環的過程中，由于通過兩閉合鋁環的磁通量都增大，據電磁感應定律和楞次定律可知，A和B兩環都產生了從右邊看去逆時針流向的感應電流，并且可知A和B兩環都與磁鐵相互排斥而都向左運動，同時因B環與A環相比，在相同時間內磁通量的變化更大，B環中產生的感應電流比A環中更大，所以B環因受磁鐵的斥力作用而產生向左的加速度也比A環的大，再加上A，B兩環的感應電流流向相同又會相吸，因此，A和B兩環將在向左運動的同時又有B環向A環靠近的現象發生.

本例歪解出現在一堂關于楞次定律的應用的課堂中，在所分各個小組的討論中，有約八成的學生都覺得是這樣解釋的.殊不知A和B兩環的加速度不同，對兩環的靠近比因兩環感應電流同向相吸產生的影響更大.即這個問題中，加速度不同才是兩環靠近的主要原因.

對策：哲學原理告訴我們，在處理和解決問題過程中，抓住主要矛盾是突破問題的關鍵.所以在解決物理問題時，明確問題的主要矛盾所在，才能順利地將問題解決好.

4 過程不分的歪打正著

【例4】如圖3所示，斷開S的瞬間，請你解釋小燈泡閃亮一下才逐漸熄滅的原因和經過.

圖3

歪解：在斷開S的瞬間，電路中的電流突然減弱，由電磁感應定律可知，線圈中會產生感應電動勢.所以會出現燈泡閃亮一下才逐漸熄滅的現象.

正解：在斷開S的瞬間，流過線圈的電流突然減弱，由電磁感應定律可知，線圈中必然會產生感應電動勢，根據楞次定律可知，這個感應電動會勢阻礙線圈中電流的減小，使自感線圈相當于一個電源的作用.雖然這時S已經斷開，但線圈和燈泡組成了閉合回路，在這個回路中，有沿順時針流向逐漸減小的感應電流通過，所以會出現燈泡閃亮一下才逐漸熄滅的現象.

該例歪解來源于剛學完“電磁感應”一章時，在復習學案中的一道討論題的部分學生的陳述.實際上這個實驗在新課教學中做過了演示，學生腦海中都是有印象的.并且教材中也有相應的解釋.

對策：對于物理實驗，一定要從弄清實驗原理和實驗現象入手，理解好發生這一物理現象的條件和原因，緊扣其中的物理過程和對應的實驗程序，條理清楚地掌握好每個實驗要注重的方方面面.特別是條件允許的情況下，或條件不足也要盡可能地創造條件把演示實驗變為人人參與的學生實驗，以便學生更有趣、更全面、更深刻地學好物理.

5 結束語

本文所述解題中的歪打正著，不僅僅是錯解，也包含片面的或不完全的解答.怎樣更好地防范學生在平常的物理問題解答中發生類似現象，值得我們物理教師共同探究更加精當的對策.