談物理思維的規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)范呢？
（1）對物理概念和物理規(guī)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(guī)律，一般都相當抽象、簡練，而概念、規(guī)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(yǎng)成規(guī)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(guī)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(fā)生改變）。
小球的速度由豎直向下的vB變?yōu)榍邢虻膙′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(fā)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(guī)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。
