劉朝明

（廣東省佛山市順德杏壇中學(xué)，廣東 佛山 528325）

圖1

筆者查閱了粵、魯、滬和人教版高中物理必修1教材，除人教版外，其余3個(gè)版本的教材中均有以下這個(gè)位移—時(shí)間圖像（圖1）.類似圖像也常在各類練習(xí)冊(cè)和教學(xué)參考書中出現(xiàn).這是個(gè)錯(cuò)誤的位移—時(shí)間圖像，有必要予以糾正，以免誤導(dǎo)師生.

1 圖像1的錯(cuò)誤

圖像1與實(shí)際物體運(yùn)動(dòng)情況明顯不符，是編者杜撰的錯(cuò)誤圖像.該圖像所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)常被解釋為：物體先沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，然后靜止一段時(shí)間，再沿與正方向相反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間.一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體怎么可能不經(jīng)歷任何時(shí)間而瞬間靜止了呢？這么顯淺的問(wèn)題為什么教材的編者卻沒(méi)注意到呢？或許，教材的篇者和很多教師會(huì)這樣解釋（很多教師被迫這樣解釋?。何矬w從勻速運(yùn)動(dòng)到靜止時(shí)間很短，可以被忽略.具有諷刺意味的是，筆者在用電腦輸入“忽略”這個(gè)詞的同時(shí)也出現(xiàn)了“忽悠”這個(gè)詞.不能說(shuō)我們有意忽悠學(xué)生，但至少我們這樣的“忽略”是在誤導(dǎo)學(xué)生.導(dǎo)致學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中強(qiáng)化了這一個(gè)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)：物體的運(yùn)動(dòng)速度可以突變.

2 對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像問(wèn)題教學(xué)安排的建議

建議把原圖像改為圖2，即在原來(lái)圖像的基礎(chǔ)上分別增加AB段和CD段變速過(guò)程的曲線段.這樣圖像就與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)符合了.

在直線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)時(shí)我們要讓學(xué)生知道，勻速直線運(yùn)動(dòng)和靜止只是最簡(jiǎn)單的兩種特殊形式，除此之外還有更復(fù)雜更普遍的運(yùn)動(dòng)形式.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體要停止運(yùn)動(dòng)必須經(jīng)歷過(guò)變速運(yùn)動(dòng)階段，速度逐漸變小.反之，也要經(jīng)歷變速運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變大.

在這里，也有個(gè)怎么處理變速直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像的問(wèn)題.回避問(wèn)題不如正視問(wèn)題.在開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像教學(xué)時(shí)，我們從最簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，只需先了解OA、BC、DE段的運(yùn)動(dòng).對(duì)AB、CD兩段曲線的運(yùn)動(dòng)含義可以告訴學(xué)生，這是更復(fù)雜的變速運(yùn)動(dòng)，留待我們學(xué)過(guò)更多的知識(shí)后去解決.這樣處理教材，既保證了圖像教學(xué)的科學(xué)性，符合教學(xué)循序漸進(jìn)的原則，也為后面變速運(yùn)動(dòng)的圖像學(xué)習(xí)埋下伏筆.

圖2

3 哪些運(yùn)動(dòng)學(xué)量可以突變？幾個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量之間有什么關(guān)系？

圖3

與圖1有相同形狀的速度—時(shí)間圖像（圖3）卻是正確的.這是因?yàn)槲矬w的加速度是可以突變的.

在學(xué)習(xí)完直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，我們有必要引導(dǎo)學(xué)生尋找描述物體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量間有內(nèi)在聯(lián)系，讓學(xué)生對(duì)位置、位移、速度、加速度概念及其相互聯(lián)系有更本質(zhì)的認(rèn)識(shí).即認(rèn)識(shí)到，位移是描述位置變化的物理量，速度是描述位置變化快慢的物理量，位移的變化率即是速度.加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度的變化率即是加速度.

在描述運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量位移、速度、加速度中，位移、速度不能突變，即位移和速度的變化要經(jīng)歷時(shí)間（那怕是極短的時(shí)間）.而加速度可以發(fā)生突變，即加速度的變化可以不經(jīng)歷時(shí)間而瞬間發(fā)生.

對(duì)物理量的學(xué)習(xí)深入是階段性的，在學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律后，我們可以根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的突變性.當(dāng)物體的受力突變時(shí)，物體的加速度同時(shí)發(fā)生突變.在圖3中的A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻就是原來(lái)受恒力作用做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，合外力突變?yōu)榱?，加速度突變?yōu)榱?，立即以撤力前的瞬時(shí)速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).

4 在物理問(wèn)題中一個(gè)物理量能被忽略不計(jì)的前提是什么？

在研究物理問(wèn)題中一個(gè)物理量能被忽略不計(jì)的前提是什么？這是物理教學(xué)中很常見(jiàn)的問(wèn)題，也是讓學(xué)生十分困惑的問(wèn)題.一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)物理量能被忽略的前提是：在研究一個(gè)物理問(wèn)題時(shí)，某物理量在與同類物理量比較該物理量遠(yuǎn)小于其他量.而很多情況下我們教師又沒(méi)能幫助學(xué)生弄清這個(gè)問(wèn)題，有時(shí)對(duì)一些問(wèn)題的處理不妥反而讓學(xué)生更加糊涂.例如，在位移—時(shí)間圖像圖1中，物體由運(yùn)動(dòng)到靜止的時(shí)間就不能忽略.因?yàn)樵诔Ｒ?jiàn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)中，物體的變速過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間并不遠(yuǎn)小于我們所研究的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.又例如，一個(gè)電子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它受到的重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力，所以重力可忽略不計(jì).但電子的質(zhì)量卻不可忽略，因質(zhì)量和力不是同類物理量，沒(méi)有可比性，不能因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力而忽略電子的質(zhì)量不計(jì)，因?yàn)槲覀冄芯康闹黧w是電子.如果我們研究的主體是一個(gè)帶電液滴，那么，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于液滴的質(zhì)量，電子的質(zhì)量才可以忽略不計(jì).