高中物理對初中物理的一些修正

張金富

摘 ?要：在現行的很多應試教育模式下為了學生能夠聽懂或限于學生本身的理解能力和更有效率得解題，在有些概念上的教學上都進行變通，高中相對初中要進行一些修正和補充。如，速度，壓力，壓強，浮力能量等。

初中物理中很多的說法，高中物理是要予以改變的，尤其是初中應試教育中一些明顯錯誤的結論和理解，高中物理是必須首先予以修正的，如果抱著初中的那一套堅決不放，那么高中物理你將無法入門！在這里，下面是我羅列一些比較重要的需要修正的概念或者規律

1、速度概念

初中教材中，速度的文字定義盡管的確采用的是路程除以時間，但是英文單詞仍然是velocity，從教材上下文來看，這個定義實際上是在單向直線運動中定義的，并更多是從瞬時速度角度去理解的。我望文生義，以為初中物理中把速率（speed）稱作了速度，這應該是不符合實際的。在初中沒有學習位移和矢量概念，且基本不涉及曲線運動的情況下，用單位時間內的路程來定義速度（velocity），也是特定階段的合理做法。也就是說，初中物理中的速度定義，與高中物理中用位移定義的速度實際上是一回事，是一脈相承的，只是采取了“路程除以時間”這個不得已的說法而已。

2、壓力拉力

初中教材上是把壓力、繩子拉力明確歸入到彈力概念中的，并沒有說物體對支撐物的壓力、物體對懸繩的拉力就是物體的重力，在求小學生對地面的壓強時，雖然說了小學生對地面的壓力等于小學生的重力，也只是在那種特定情況下說相等，而沒有說兩者是一回事;再就是滑輪、滑輪組部分中，初中教材明確說了在忽略滑輪和繩的重力的情況下才有那些結論，并采用幾根繩一起承重（承擔重力）的模糊說法，并沒有明確說繩子拉力就是懸掛重物的重力。

不過，就高中教育實際的經驗來看，學生的確普遍的混淆了重力和壓力、拉力概念，并在物體速度增加或者減小（有加速度）時，仍然簡單套用只適用于平衡狀態的豎直繩中拉力等于懸掛重物重力、物體對水平支撐面壓力等于物體重力的結論。這的確是需要高中老師特別為學生進行辨析的。

另外值得說明一下的是，初中物理教材和資料里，滑輪組的繩子往往并不是畫成豎直平行的，而是斜拉著的，這種畫法雖然是不得已，但的確使得繩子拉力之間互成夾角，有誤導學生之嫌。實際生產中，比如塔吊中，滑輪是如此之小、滑輪之間的間距是如此之遠，以至于繩子之間的確可以看做是接近平行的，但是，教材和資料中作圖，不方便將繩畫得太長、滑輪畫得太小，因此，建議初中老師在講解滑輪組問題時做一個特別說明。

3、壓強概念

初中物理教材里談液體壓強，是用的液柱壓力除以面積，而不是用的重力除以面積，并直接說明液體靜止時液柱對底面的壓力與液柱的重力大小相等。另一方面，液柱上方的條件沒有交代，于是得出了液體在深度為h處的產生的壓強為p=ρgh。在后來的托里拆利測定大氣壓的實驗中，水銀柱上方就是真空條件，直接用液柱產生的壓強p=ρgh與大氣壓強p0平衡的方式得出大氣壓強等于76cmHg的結論。足以見得，初中物理教材中，液體內部壓強公式p=ρgh應該是液體上部為真空時結論。

然而，初中教材的確沒有明確給出液體上部為大氣時液體內部的壓強公式p=p0+ρgh，而在各種應試資料中，即便是液體上部是大氣，液體內部的壓強仍然采用公式p=ρgh進行計算，這的確給高中物理熱學部分的教學造成了負面影響，高中物理老師要對這個問題有提前的認識并在教學中予以糾正。

4、浮力概念

初中物理教材里對于浮力概念，采用的是實驗引入，也就是實驗觀察到物體浸在液體中時，其對彈簧秤豎直向下的拉力就有減小，物體必然受到了液體給物體向上的力，并把這種力直接定義為浮力，然后通過實驗總結出阿基米德原理，得到浮力大小等于物體排開液體重力大小的結論，即F浮=ρgV排。初中教材并沒有從物體上下表面所受的壓力差角度對浮力進行深入說明，當然，如果直接說明，就必然涉及液體上部是大氣時的液體壓強公式p=p0+ρgh，這是教材要刻意回避的。

但是，高中物理不能只知道這個結論，還必須知道這個結論的來源，因此，必須基于大氣中液體的壓強公式進行嚴謹的推導。

5、能量概念

高中物理刻意回避了能量是物體對外做功的本領的說法，并以守恒性質和狀態量、具體的能量形式揭示能量的含義，費曼認為能量是不好定義的，是物理中最抽象的概念之一。趙凱華在《新概念物理教程·力學》里特別說明“能量是物理學中一個極為普遍、極為重要的物理量，它具有機械能、熱能、電磁能、輻射能、化學能、生物能、核能等多種形式，各種形式的能量之間可以相互轉換。能量這一概念的重大價值，在于它轉換時的守恒性……雖然我們不能給能量下個普遍的定義，但這絕不意味著它是一個可以隨意延拓的含糊概念。關鍵的問題是科學家們確定了能量轉換時的各種當量……”費曼為了解釋能量概念，用了一個著名的積木塊數守恒的比喻，積木塊數守恒是一個觀念，實際上我們得到的是一些具體的、特殊的、不同的表達式之和保持不變的概念。

當然，初中階段一開始就把能量定義得這么抽象，實在是難為了初中生。更何況，大名鼎鼎的麥克斯韋就是定義能量為物體做功本領的，而永動機不可制成是能量守恒定律建立的基礎，永動機就是能夠源源不斷向外做功而不消耗能量的機器——“永動機不可制成”實際上也就是把能量視為物體對外做功的本領。可見，歷史上也曾經以“能量是物體對外做功的本領”為能量的一種較好的定義。

不過，把能量定義為物體對外做功的本領，的確是一種形象而狹隘的定義方式，對于能量為負值、能量可利用率降低、無法用機械功量度能量變化的情況，這個定義明顯顯出了它的狹隘性。這就是高中物理教材和大學物理教材不再明確采納這個定義的原因。

6、電源電壓

初中課本上并沒有出現“電源電壓”這個詞！課本中反復出現的是，已知“電源兩端的電壓”為多少之類的說法。“電源電壓”這個詞主要出現在各種應試資料和初中試卷中。也就是說，初中教材里“電源兩端的電壓”實際上就是高中物理中的“路端電壓”，并且往往并不要求學生知道這個值是怎么來的，而是直接給定，課本例題也基本上不與電池電動勢1.5V之類相關。但是，應試資料和考試試卷里，反復出現的“電源電壓”概念，的確有與電動勢混淆的情況，并使得學生在高中物理學習中無法很好的理解路端電壓概念。

總之，物理學習，總是講究循序漸進的，一個階段有一個階段的任務，每一個階段都要根據同學們既有的認識水平和經驗來建構知識體系，因此，高中物理對初中物理進行了較大的修正，大學物理又對高中物理進行了升級，理論物理才可能全面、徹底的改變你對物理的認知。