正確理解“靜止”，避免應(yīng)用錯誤

摘 要 本文介紹人教版教材關(guān)于“靜止”的不同表述，指出不同表述之間存在的矛盾，并對“靜止”給出正確的理解，同時指出和更正人教版物理必修1中出現(xiàn)的三處錯誤。

關(guān)鍵詞 靜止 人教版 物理必修1

“靜止”，是中學(xué)物理常用名詞，在人教版物理必修1中多次用到。筆者在使用人教版物理必修1教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)有三處的“靜止”，存在應(yīng)用錯誤。本文從“靜止”的來源出發(fā)，探尋產(chǎn)生應(yīng)用錯誤的根源，給出“靜止”的正確理解，同時指出人教版物理必修1的三處錯誤并加以更正?；蛟S筆者的理解還不到位，權(quán)當(dāng)是拋磚引玉，激發(fā)大家參與討論，促進物理教學(xué)健康發(fā)展。

一、“靜止”溯源

筆者查閱了人教版初中和高中物理教材，沒有給“靜止”下一個明確的定義，但人教版物理教材關(guān)于“靜止”的表述有三處。

第一處在人教版物理八年級上冊第一章第2節(jié)：“人們判斷物體的運動和靜止，總要選取某一物體作為標(biāo)準(zhǔn)。如果一個物體的位置相對于這個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了變化，就說它是運動的；如果沒有變化，就說它是靜止的。這個作為標(biāo)準(zhǔn)的物體叫參照物”。

第二處在人教版物理必修1第四章第1節(jié)：“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)，這就是牛頓第一定律”。

第三處在人教版物理必修1第四章第7節(jié)：“如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。牛頓第二定律告訴我們，當(dāng)物體所受合力為0時，加速度為0，物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)”。

二、“靜止”分析

關(guān)于“靜止”的三處表述，筆者有如下分析：

1、第一處靜止的表述可以看出，靜止是位置“沒有變化”，說明與之對應(yīng)的是某一時間，描述的是一個過程，而不是一個狀態(tài)。且在這個過程中，位移為0，從而得出速度為0；根據(jù)加速度的定義，還可以推出加速度為0。

2、第二處靜止的表述可以看出，靜止是一種“狀態(tài)”， 即靜止?fàn)顟B(tài)，而不是一個過程，與之對應(yīng)的是某一時刻。對于一個狀態(tài)而言，由于對應(yīng)一個時刻，因此只可以得出速度為0，而不能推出加速度為0。

3、第三處靜止的表述可以看出，靜止是一種“平衡狀態(tài)”，對應(yīng)的是某一個時刻，此時刻速度為0。物體處于平衡狀態(tài)，即受到合力為0，由牛頓第二定律可得加速度為0。

4、從以上分析可以發(fā)現(xiàn)，第一處靜止的表述，說明靜止是一個過程，而第二處和第三處靜止的表述，說明靜止是一個狀態(tài)，過程與狀態(tài)，相互矛盾，隱含邏輯沖突，從而造成很多中學(xué)物理老師對靜止理解出現(xiàn)混亂。

5、假如認可“靜止”是表示過程，則就對應(yīng)一段時間，而在力學(xué)中所說的“狀態(tài)”，又是對應(yīng)一個時刻，則“靜止?fàn)顟B(tài)”就是同時對應(yīng)一段時間和一個時刻，顯然“靜止?fàn)顟B(tài)”不適合組成一個新的名詞，因為名詞內(nèi)部就存在邏輯矛盾！若這樣，人教版翻譯的“牛頓第一定律”也就存在表述不當(dāng)，這影響就大了！

6、為了使認識順暢，能否把“靜止”分為“靜止?fàn)顟B(tài)”和“靜止過程”，并根據(jù)上下文含義，有時的靜止理解為靜止?fàn)顟B(tài)，有時的靜止理解為靜止過程。這樣處理好像解決了一些邏輯問題，但會產(chǎn)生新的邏輯錯誤！因為靜止時，物體的位置沒有變化，而過程對應(yīng)位置改變，沒有位置變化，何來過程？沒有過程，又為何有“靜止過程”呢？顯然，靜止過程也會形成新的邏輯錯誤。

三、“靜止”正解

通過以上分析，筆者認為，“靜止”的正確理解如下：

1、在力學(xué)中，“靜止”是一個狀態(tài)，而不是一個過程。若要表述一段時間物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不能說這一段時間物體處于靜止過程，而只能說這一段時間物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。

2、“靜止”，即為“靜止?fàn)顟B(tài)”，是一種平衡狀態(tài)，其特征為瞬時速度為0和瞬時加速度為0。若只有瞬時速度為0而瞬時加速度不為0，不能稱為靜止?fàn)顟B(tài)。

四、“靜止”應(yīng)用

筆者任教高中物理18年，多次翻閱人教版物理必修1，發(fā)現(xiàn)三處“靜止”應(yīng)用錯誤，現(xiàn)對其進行分析并加以更正。

錯誤1、第一章第4節(jié)問題與練習(xí)第3題：圖1.4-13是甲、乙兩個物體運動的v-t圖象，至少從以下三個方面分別說明它們的速度是怎樣變化的。

（1）物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？

（2）速度的大小是否變化？是加速還是減速？

（3）運動的方向是否變化？

分析：從圖乙可以看出，乙物體的初始時刻，瞬時速度為0，但瞬時加速度大于0，因此不滿足靜止的特征：瞬時速度為0和瞬時加速度也為0，故乙物體不是從靜止開始運動。

更正：為了保持習(xí)題考查目的不變，此題第（1）問修改如下：（1）物體的初速度是否為0？這樣修改后，題目簡潔準(zhǔn)確，更加有利于達到考查目的，也避免學(xué)生對“靜止”產(chǎn)生錯誤理解。

錯誤2、第二章第2節(jié)問題與練習(xí)第4題：物體由靜止開始做加速度為1m/s2的勻加速直線運動，4s后加速度大小變?yōu)?.5m/s2，方向仍然與原來相同。請作出它在8s內(nèi)的v-t圖象。

分析：“物體由靜止開始”，而“靜止”就是指同一時刻，瞬時速度為0和瞬時加速度為0，而后面的運動是“加速度為1m/s2”，因此開始和中間過程加速度不同，所以不能稱為勻加速直線運動，顯然題目表述出現(xiàn)邏輯矛盾。

更正：為了保持習(xí)題考查目的不變，題目修改如下：把“物體由靜止開始做加速度為1m/s2的勻加速直線運動”修改為“物體由初速度為0開始做加速度為1m/s2的勻加速直線運動”。這樣表述，整個過程都是加速度為1m/s2的直線運動，這樣才可以稱為勻加速直線運動。通過這樣修改，使習(xí)題邏輯順暢而嚴謹。

錯誤3、第二章第5節(jié)：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。

分析：“物體只在重力作用下”，則物體受到的合力為mg，根據(jù)牛頓第二定律，可以得出物體的加速為g，g不等于0；“從靜止開始下落”，靜止是指同時滿足瞬時速度為0和瞬時加速度為0。若滿足只受重力，加速度就為g；若滿足靜止，加速度就為0，顯然，自由落體運動的定義，表述本身出現(xiàn)邏輯矛盾。

更正：作為教材重要概念的定義，出現(xiàn)文字表述邏輯錯誤實屬不該，為了克服這種前后矛盾，自由落體運動的定義修改如下：物體只在重力作用下從初速度為0開始下落的運動，叫做自由落體運動。

古人云：“善疑者，不疑人之所疑，而疑人之所不疑”。中學(xué)物理教師，不但要善于引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，而且也要鼓勵自己敢于向權(quán)威質(zhì)疑。通過質(zhì)疑，引發(fā)分析，通過分析，得以釋疑，從而使自己的物理專業(yè)素養(yǎng)不斷提升！

參考文獻：

1 人民教育出版社.物理1必修[M].北京：人民教育出版社 2010年第3版.

2 人民教育出版社.物理八年級上冊[M].北京：人民教育出版社 2012：17.

作者簡介：

董友軍（1976年5月），湖南省衡陽市人，湖南師范大學(xué)物理系本科畢業(yè)。獲汕頭市第七屆中小學(xué)青年教師教學(xué)基本功比賽高中物理組課堂教學(xué)第1名。在《物理教師》《中學(xué)物理教學(xué)參考》《物理教學(xué)》《物理教學(xué)探討》《中學(xué)物理》《湖南中學(xué)物理》等刊物發(fā)表論文38篇。廣州出版社《突破與跨越 物理》編委。市級課題主持人，省級課題成員。