《重力勢(shì)能》應(yīng)當(dāng)如何講？

王長羅

對(duì)于《重力勢(shì)能》這節(jié)課的糾結(jié)不是一時(shí)半時(shí)的事了。每當(dāng)講到這節(jié)時(shí)，我總覺得說不清。自己覺得說清楚了，看著學(xué)生的表情，他們還是很茫然，我又困惑了。恰好一位同事在公開課上要講這節(jié)，真是我學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)，可以聽聽她的處理方式以及其他教師的點(diǎn)評(píng)。

該同事在講《重力勢(shì)能》的公開課時(shí)，她是在前一節(jié)課先講了重力做功，這一節(jié)課從重力做功的表達(dá)式中WG=mgh1-mgh2，從而定義mgh為重力勢(shì)能的。重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和物體所處的高度有關(guān)。她還舉了一個(gè)缸的例子，把一口大缸放在一個(gè)人的旁邊，對(duì)這個(gè)人毫無影響；一旦把缸高高舉起放在這個(gè)人的頭的上方。就會(huì)對(duì)這個(gè)人造成了極大的威脅，這個(gè)人就會(huì)非常的害怕。把重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)，形象的呈現(xiàn)給了大家。然后重點(diǎn)講了重力勢(shì)能的相對(duì)性，以及重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。緊跟著舉例進(jìn)行了說明。內(nèi)容還沒講完就到下課時(shí)間了。

下課后，有個(gè)和我同齡的年輕同事大叫，順序講顛倒了。他不知道她已上過一節(jié)，把重力做功的特點(diǎn)先講過了。他認(rèn)為怎么一上來就講WG﹦mgh1-mgh2， 重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系呢。再講重力勢(shì)能，再講重力勢(shì)能的相對(duì)性。他說應(yīng)當(dāng)先講重力勢(shì)能EP=mgh，再講重力勢(shì)能的相對(duì)性，再講重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。

講課的同事說重力做功的特點(diǎn)上一節(jié)講過了，所以這節(jié)一帶而過，這節(jié)的重點(diǎn)應(yīng)放在重力勢(shì)能的相對(duì)性以及重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系上。有幾位同事同意她的觀點(diǎn)，認(rèn)為重力做功無需多講，甚至有的同事認(rèn)為沒必要從重力做功講起，重力做功的過程不考，不要給學(xué)生講，既使講了學(xué)生也不好理解 。只要給出重力勢(shì)能的定義，初中出現(xiàn)過的，物體由于被舉高而具有的能量，稱之為重力勢(shì)能。重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)，從而給出重力勢(shì)能的表達(dá)式EP﹦mgh，然后講重力勢(shì)能的相對(duì)性，再講重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。說這樣講直接，學(xué)生又易理解。最終的結(jié)果是一樣，考試同樣能考好。不需要按課本的思路講?？荚囈膊蝗强颊n本上的。

對(duì)于這種講解方法，我不是太認(rèn)同。無論是老教材還是新教材，都沒有繞開重力做功而單講重力勢(shì)能，再講重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系的。老教材是設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)，重力所做的功為：WG﹦mg△h﹦mgh1﹣mgh2。 ﹙1﹚ 重力做功WG等于mgh這個(gè)量的變化。在物理學(xué)中就用mgh這個(gè)物理量表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能用“Ep”表示，即Ep﹦mgh 物體的重力勢(shì)能等于物體的重量和它的高度的乘積。所以 上面的﹙1﹚式就可以寫成WG﹦Ep1﹣Ep2 ﹙2﹚ Ep1﹦mgh1表示初位置的重力勢(shì)能，Ep2﹦mgh2表示末位置的重力勢(shì)能。接著舉例講了重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。課本緊接著一段說明：“在上面的討論中，物體是沿著豎直路徑由初位置達(dá)到末位置的。可以證明：重力所做的功只跟初位置的高度h1和末位置的高度h2有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。只要起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置相同，不論沿著什么路徑由起點(diǎn)到終點(diǎn)，沿著直線路徑也好，沿著曲線路徑也好，﹙2﹚式都是正確的?！边@種說明方式，說明﹙2﹚式的普適性。

新教材正文的第一句就講到，這一節(jié)我們要定量的研究重力勢(shì)能，有前面的敘述，物體由于被舉高而具有重力勢(shì)能，重力勢(shì)能應(yīng)與質(zhì)量和高度有關(guān)，當(dāng)物體高度發(fā)生變化時(shí)，重力要做功。因此，認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能不能脫離對(duì)重力做功的研究。但與老教材不同之處在于：新教材從重物運(yùn)動(dòng)的三種不同路徑，豎直、傾斜、任一曲線路徑，由特殊到一般。其中在曲線路徑中運(yùn)用了微元又積分的思想，最后得出重物做功總可以表示為：WG﹦mg△h =mgh1﹣mgh2 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差。 看起來，物體所受的重力mg與它所處位置的高度h的乘積“mgh”，是一個(gè)具有特殊意義的物理量 。mgh這個(gè)物理量的特殊意義在于它一方面與重力做的功密切相關(guān)，另一方面它隨著高度的增加而增加、隨著質(zhì)量的增加而增加，恰與勢(shì)能的基本特征一致。因此，我們把物理量mgh叫做物體的重力勢(shì)能，常用Ep表示，Ep=mgh 。

這個(gè)講解過程非常好，一方面前后呼應(yīng)，有說服力；另一個(gè)方面，這個(gè)過程不可少，非常必要。如若重力做功與路徑有關(guān)，“mgh”就不可能定義為重力勢(shì)能。課本上“說一說”這方面也提到了，但沒有直接告訴學(xué)生結(jié)論，而是留給學(xué)生思考。

所以新教材的這節(jié)的安排是非常合理的，重力做功在這兒不可少，也不可分割，該節(jié)課應(yīng)一氣喝成，先從重力做功的特點(diǎn)入手，從而得出重力勢(shì)能的表達(dá)式，再講重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，最后講重力勢(shì)能的相對(duì)性與系統(tǒng)性。這是一個(gè)整體思路，符合我們的思維習(xí)慣和認(rèn)知規(guī)律。在講重力做功的時(shí)候雖然麻煩些，過程多些，但不可少，這是一個(gè)思維方式。我們老師只要按這種模式做了，雖短時(shí)間內(nèi)看不到效果，但對(duì)學(xué)生的思維一定是有益處的。對(duì)于以后的教學(xué)也很有幫助。例如對(duì)于彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān)這一節(jié)的探究就很有幫助，該探究一定還是從做功入手來找彈性勢(shì)能表達(dá)式的。雖然彈性勢(shì)能的表達(dá)式不需學(xué)生掌握，但過程還是要讓學(xué)生體驗(yàn)的。對(duì)于我們高二要講的電勢(shì)能的定義方式與重力勢(shì)能的定義也是類似的。有了前面的知識(shí)鋪墊，電勢(shì)能的講解就會(huì)降低難度。學(xué)生也會(huì)很好理解。所以作為學(xué)生的領(lǐng)路人。我們不能斷章取義，不能只重知識(shí)不重過程。學(xué)生對(duì)于過程的體驗(yàn)，對(duì)于方法的領(lǐng)會(huì)，是任何知識(shí)代替不了的。

本節(jié)一定要按著課本的思路來講，我的觀點(diǎn)并不是抱著課本不放，而對(duì)于知識(shí)的形成過程我們是不能忽略，不能不講。重結(jié)論而忽視過程的思想我們要堅(jiān)決摒棄。教學(xué)上是不能急功近利的，它是一個(gè)慢長而復(fù)雜的過程，可能只重結(jié)論的做法，短期看不出他的弊端，僅僅從近期的分值上還可能會(huì)偏高，但是從長期來看，學(xué)生只會(huì)死記硬背知識(shí)，不會(huì)利用物理研究方法去分析解決新情境下的問題。教育的最終目的是提高學(xué)生的分析解決問題能力。高考最終考察的也是學(xué)生的能力，能力如何才能提高呢，就是靠我們平時(shí)的日積月累。我們現(xiàn)在重過程的做法，是在近期看不到效果，卻在以后的歲月能起到作用的事情。

作為學(xué)生學(xué)習(xí)的領(lǐng)路人，我們要“授人以漁”，而不是“授人以魚”。只有這樣學(xué)生才能思路開闊，舉一反三，達(dá)到真正的理解與領(lǐng)會(huì)。從而靈活地進(jìn)行應(yīng)用。