謹慎細致，謹防定式思維

在解題教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)，有些題目的物理過程含而不露，需結(jié)合已知條件，應(yīng)用相關(guān)概念和規(guī)律，進行具體分析。這些題目的迷惑因素大，學(xué)生在解題中容易犯思維定式的錯誤。為此，教師應(yīng)要求學(xué)生分析題目時謹慎細致，不要急于動筆列方程，以免用假的過程模型代替了實際的物理過程，防止定式思維的負遷移。

【例題】 如圖1所示，用長為L的絲線一端連接質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，另一端懸掛于O點，處在水平向右的勻強電場（足夠大的空間）中，場強大小為E=3mg3q，今將小球拉至與O點等高的A點后由靜止釋放。求小球落至最低點B處的速度大小。

圖1

錯解一：小球在水平向右的電場力F和重力G的共同作用下，從A點運動到最低點B處的過程中，由動能定理得：

mgL+qEL=12mv2B，解得：vB=（2+233）gL。

錯因分析：學(xué)生出現(xiàn)錯解的原因大多是缺乏對問題情境的仔細、深入的分析，只是套用基本公式和定理，認為小球只經(jīng)歷一個過程，從而得出結(jié)果。這也是很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)時感到困難的地方。因此，教師在平時教學(xué)中要教會學(xué)生如何分析問題，分析問題比單純地套用公式要重要得多。

圖2

錯解二：小球的運動經(jīng)歷了兩個過程：先沿合力F的方向做初速度為零的勻加速直線運動，到達C點后，小球?qū)⒃谥亓g、電場力qE和拉力T的共同作用下沿圓弧CB運動。第一個過程：從A到C，小球在水平向右的電場力F和重力mg作用下沿合力F合=mgcos30°的方向做勻加速直線運動（設(shè)此時的速度為vC）。

由幾何知識可知LAC=L，

根據(jù)動能定理有：mgcos30°L=12mv2C，解得：vC=2333gL。

從C到B過程：小球受到三個力（重力、電場力和拉力）的作用，小球的重力mg和電場力F對小球做正功，小球的拉力不做功，則小球做圓弧運動，根據(jù)動能定理得：

mgL（1-cos30°）+qELsin30°=12mv2B-12mv2C，解得：vB=（2+233）gL。

錯因分析：第二種解法中該學(xué)生考慮到了小球經(jīng)歷了兩個過程，但是對其深度沒有挖夠，沒有對一個過程到另一個過程這個中間的變化分析到位，這需要學(xué)生在平時的物理學(xué)習(xí)中要具備嚴密的邏輯推理能力，切忌不能照搬常規(guī)的解題模式。所以，教師在平時的教學(xué)中要不斷地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，使學(xué)生能夠建立起正確的物理模型，并且會運用物理知識進行適當(dāng)?shù)膯栴}推理。

其實前面兩種錯誤答案是相同的，看起來很蹊蹺，其實從本質(zhì)上看是相同的，他們考慮問題雖然深度不同，但是對于問題的處理方法卻是相同的。

正確解法：小球的運動共經(jīng)歷了三個過程：從A到C的勻加速直線運動；在C處繩子對小球的作用力使小球沿繩子的方向的速度減為零，故小球沿切線方向的速度v′C=vCcos30°=43gL；從C到B過程，繩子對小球不做功，電場力和重力對小球做正功，小球做圓弧運動。

根據(jù)動能定理有：mgL（1-cos30°）+qELsin30°=12mv2B-12mv′2C，解得vB=（2+33）gL。

實際上，上述細繩剛被拉直到小球沿圓弧做圓周運動的短暫過程中，細繩發(fā)生了很小的伸長，小球克服細繩的拉力做功，引起小球的動能發(fā)生變化。小球在運動的過程中實際上能量是發(fā)生了損失。而學(xué)生在平時的解題過程中有時并不能就具體物理情境作出正確的分析，而習(xí)慣性地運用以前的解題模式解決此類問題，從而形成了定式思維。

（責(zé)任編輯 黃春香）