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中學(xué)物理教材中“功”的錯(cuò)誤解讀與分析

楊 澤 民1，楊 文 婷2

(1.阿拉善職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古，阿拉善盟750300；2.包頭師范學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

摘要：人教版八(九)年級物理教材，將做功釋為不做功, 并且在功、能、力和運(yùn)動(dòng)的講解方面存在諸多問題。使得教師立足于教材，不能詳盡解讀功、能、力和運(yùn)動(dòng)的概念及其之間的關(guān)系。本文旨在重新分析八(九)年級物理教材中功、能、力和運(yùn)動(dòng)概念講解方式，調(diào)整人教版八年級物理教材下冊前三章的教材講解。使得學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)，掌握物理力學(xué)入門部分的基礎(chǔ)知識。

關(guān)鍵詞：功、能、力和運(yùn)動(dòng)概念；關(guān)系

各種版本的中學(xué)物理學(xué)教課書中都說：人背、抱、扛、提、抬著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對物體不做功。這是一個(gè)非常錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。事實(shí)是人背、抱、扛、提、抬著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對物體在做功。誰都可以用一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，自己驗(yàn)證證明做功的事實(shí)。產(chǎn)生這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)的核心問題，是我們沒有把力分析清楚。摩擦力沒有探討明白。力是怎樣產(chǎn)生的，來源于什么？都沒有給學(xué)生寫清楚講明白。所以，用錯(cuò)誤的觀點(diǎn)教材教我們的子孫后代。是我們的學(xué)生物理力學(xué)入門學(xué)而不清。增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。

1做功的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明

人背、抱、扛、提、抬著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于物體重力的存在，重力要對人產(chǎn)生壓力的作用。壓力的作用，將在運(yùn)動(dòng)的人和物體之間的接觸面上，產(chǎn)生相互作用的摩擦力作用。重力壓人產(chǎn)生的摩擦力作用在人上。方向和人的運(yùn)動(dòng)方向相同。反摩擦力方向相反，作用在物體上，阻礙物體和人一起運(yùn)動(dòng)。

核心的原因是人在運(yùn)動(dòng)中，人要對物體釋放傳遞能量，產(chǎn)生摩擦作用力，用來克服和抵消由于重力產(chǎn)生的摩擦力，作用在物體上。是物體和人一起在同一方向上運(yùn)動(dòng)。將物體搬運(yùn)到宜地。人對物體在做功.否則，物體不能和人一起運(yùn)動(dòng)。反作用力作用在人上。

這和用汽車?yán)\(yùn)貨物到宜地，汽車對物體做功是相同的原理。汽車?yán)\(yùn)物體時(shí)，由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)能量的釋放傳遞產(chǎn)生作用力使汽車運(yùn)動(dòng)，汽車地板將對物體產(chǎn)生摩擦作用力。抵消和克服物體重力產(chǎn)生的摩擦力，作用在物體上，是物體和汽車一起運(yùn)動(dòng)到宜地。對物體做功。

不論汽車做勻速、加速、減速的運(yùn)動(dòng)，由重力引起的摩擦力是始終存在的。所以，汽車要對物體施加摩擦作用力做功。因?yàn)?，功的定義決定了在摩擦作用力的作用下。是物體運(yùn)動(dòng)了一定的距離。所以，車就對物體在做功。車靜止時(shí)，沒有摩擦作用力的作用，沒有距離， 就沒有做功。教材的誤區(qū)，就是沒有將摩擦作用力和摩擦力的產(chǎn)生，探討清楚和寫明白。

這也和在各種版本的中學(xué)物理教科書中，所畫的在地面上放一個(gè)物體或小車，用繩拉和手推物體時(shí)，拉力和推力都在做功是相同的原理。只是摩擦作用力，和摩擦力都是作用在物體的同一平面上。汽車地板以摩擦作用力的形式作用在物體上，對物體做功。所以，汽車重車要比空車消耗更多的能量產(chǎn)生摩擦作用力，對物體做功。將物體搬運(yùn)到宜地改變物體的位置。

由此，事實(shí)和實(shí)驗(yàn)都將充分證明；人背、扛、抱、提、抬著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，人將對物體做功是正確的。不做功是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。八年級物理教材下冊63頁，人提著滑板在水平方向路面上前進(jìn)，不做功。是一個(gè)從功的概念上，不能忽視的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。產(chǎn)生這個(gè)錯(cuò)誤觀點(diǎn)的核心原因，就是我們沒有將摩擦作用力探討清楚。力是怎樣產(chǎn)生的，來源于什么？諸多問題，教材都沒有給學(xué)生寫清楚。講明白。

2教材沒有探討清楚，寫明白的一些問題

1.力是怎樣產(chǎn)生的，來源于什么？

各種版本的中學(xué)物理教科書中都沒有講清楚，寫明白，力是怎樣產(chǎn)生的，來源什么？這個(gè)問題從表面上看起來是一個(gè)非常簡單的問題，但是事實(shí)是在幼小學(xué)生的心靈深處，確埋藏著抵觸和懷疑的心理。只是聽教材和老師說，有力和沒有力的存在。學(xué)生從自己的心靈深處，不知道力是怎樣產(chǎn)生的和大小的變化情況。教材應(yīng)該給學(xué)生寫清楚，講明白。力是由物體能量釋放傳遞獲得時(shí)產(chǎn)生，沒有能量的釋放傳遞獲得就沒有力產(chǎn)生。應(yīng)該是學(xué)生自己用日常生活中，最簡單的事實(shí)和實(shí)驗(yàn)，證明和體驗(yàn)到力的產(chǎn)生和存在，大小的變化情況。需要學(xué)生自己向物體釋放傳遞能量產(chǎn)生力。現(xiàn)行的中學(xué)物理教材選擇的實(shí)驗(yàn)實(shí)例過于抽象很難理解，不是以學(xué)生自己為主體。不能使學(xué)生體驗(yàn)到力的真實(shí)存在和大小的變化情況。教材內(nèi)容應(yīng)該給予增補(bǔ)。

2.牛頓第三定律

教材說；力是物體之間的相互作用。到底是什么相互作用？教材一直沒有給學(xué)生說清楚，寫明白。主題不鮮明。教材應(yīng)該給學(xué)生寫清楚講明白，力只是物體之間能量釋放傳遞獲得時(shí)的相互作用量。而且是一個(gè)非常特殊的物體之間的相互作用矢量。力就是物體之間的相互作用矢量。力是矢量，不是功，也不是能。只是做功的一個(gè)要素和能量釋放傳遞的中介。

同時(shí)我們說，力是物體之間的相互作用。就是不將相互作用最科學(xué)、最權(quán)威、最簡單、最能用數(shù)量值，說明問題的牛頓第三定律，寫在八年級(九年級)物理教材中。教材和教師只是空話連篇的說相互作用力和反作用力，但是怎么也說不清楚相互作用力和反作用力之間的關(guān)系。教材應(yīng)該將牛頓第三定律放在物理力學(xué)入門，八年級物理教材的教學(xué)內(nèi)容中。不要空口說白話，讓牛頓第三定律閑置。是學(xué)生不知道相互作用力的關(guān)系和特點(diǎn)。

3.力的矢量示意圖

教材提出了力的矢量示意圖，但是就是不把力的矢量示意圖，怎樣準(zhǔn)確無誤的，畫在相互作用的物體上的方法教給學(xué)生。同時(shí)，也不將矢量的計(jì)算方法教給學(xué)生。到底教材提出力的矢量示意圖用意何在呢？有說空話，不求實(shí)效，給學(xué)生增負(fù)，不讓學(xué)生學(xué)到知識的嫌疑。不要讓學(xué)生各自去猜想物體的受力情況和作用效果。這就是教材沒有寫清楚講明白的問題所在。應(yīng)該將怎樣畫矢量示意圖的方法教給學(xué)生，畫出矢量示意圖。是學(xué)生一目了然，心知肚明的知道物體的受力情況，計(jì)算出力的大小和對應(yīng)的作用效果。達(dá)到真正減負(fù)的目的。

4.彈力、重力、摩擦力問題

彈力、重力、摩擦力都有沒有給學(xué)生說明白，寫清楚的問題。摩擦力表現(xiàn)較多一點(diǎn)。

彈力，用了一個(gè)課時(shí)的教學(xué)時(shí)間，來專門探討彈力。但是就是不把彈力的方向告訴學(xué)生，寫在教材中。是否我們把彈力變成了殘疾呢？不告訴方向，怎么讓學(xué)生畫出物體的受力矢量示意圖呢？畫不出矢量示意圖，我們用一個(gè)課時(shí)的時(shí)間來專門探討彈力有什么意義呢？

重力。這節(jié)課內(nèi)容沒有將重力的實(shí)質(zhì)，就是矢量。質(zhì)量只是物體所含物質(zhì)多少的標(biāo)量關(guān)系，沒有大小。沒有給學(xué)生講清楚，寫明白。同時(shí)，由于重力的存在，在地球表面附近的任意物體上。和作用力，摩擦力都有一定的關(guān)系，應(yīng)該給學(xué)生講清楚，寫明白。

摩擦力的問題較多一點(diǎn)，萬里長征走完了萬里，就差最能用數(shù)量說明問題的一里。硬藏在了教材和教師的心靈深處，說摩擦力的大小和正壓力成正比。就是不說大小的數(shù)值如何計(jì)算得出。就是不讓學(xué)生用最簡單的，最明確的、用數(shù)量大小的方法掌握摩擦力的知識。反而是用在運(yùn)動(dòng)中，很難控制的彈簧測力計(jì)來演示摩擦力的大小。是學(xué)生不知道摩擦力的大小，到底是怎樣產(chǎn)生？來源什么？如何計(jì)算？等于沒有學(xué)習(xí)摩擦力。

同時(shí)，摩擦力的方向問題，新編的八年級物理教材的教學(xué)內(nèi)容中基本沒提到摩擦力的方向。這說明教材的中心思想，就是不想讓學(xué)生真正知道和掌握摩擦力的真實(shí)存在。只聽教材和老師說說摩擦力就行了。但是在牛頓第一定律中，卻提出了阻力，摩擦力的真實(shí)作用。到底教材在干什么？想干什么？學(xué)生不知道摩擦力大小的計(jì)算和方向。畫不出摩擦力的矢量示意圖，就讓應(yīng)用自如。真是天方夜談。

摩擦作用力，在八(九)年級，高中物理中的練習(xí)題中，或隱或顯的出現(xiàn)，“摩擦力也可以是作用力”的說法和練習(xí)題。教材應(yīng)該給學(xué)生正面寫清楚，講明白。不要讓學(xué)生去猜摩擦力怎樣變?yōu)樽饔昧Α?/p>

5.牛頓第一定律

八年級物理和各種版本的物理教科書中的牛頓第一定律，都是在天方夜談，自己在學(xué)生面前打自己的耳光。我們沒有真正理解牛頓第一定律的內(nèi)涵。

天方夜談，“要是物體運(yùn)動(dòng)就必須要施加力的作用。沒有力的作用物體也能運(yùn)動(dòng)”。請問教材和老師，就教材上所寫的教學(xué)內(nèi)容，各種力都沒有給學(xué)生講清楚，寫明白，矢量示意圖也畫不在受力物體上。學(xué)生能不能知道物體受力還是不受力呢？是不是在天方夜談呢？

自己在學(xué)生面前打自己的耳光，“一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。我們周圍的物體，都要受到力的作用?！笔遣皇亲约涸趯W(xué)生面前打自己的耳光呢？不畫物體的受力矢量示意圖。學(xué)生只能聽教材和老師說，受力就受力吧，不受力就不受力吧。我們很愚蠢，你沒有給我們教受力還是不受力。

真正的牛頓第一定律是，一切物體所受的合力等于零時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。并且有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。F合=0。

以上才是真正的牛頓第一定律，不是在天方夜談，自己不在學(xué)生面前打自己耳光的牛頓第一定律。只要畫出物體力的矢量示意圖。通過數(shù)量的計(jì)算和實(shí)際的效果對應(yīng)。才能是學(xué)生輕松的掌握牛頓第一定律的內(nèi)涵。并且，為學(xué)習(xí)牛頓第二定律和力學(xué)的其它知識打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6.功和能

功的錯(cuò)誤說法前面已經(jīng)證明。八(九)年級，高一物理中的能，動(dòng)能和勢能，都是莫明奇妙出現(xiàn)的物理量。物體所具有的能，動(dòng)能和勢能是怎樣產(chǎn)生的？來源于什么？能如何對物體做功，功能之間如何轉(zhuǎn)換，功能之間有什么關(guān)系？等等問題都沒有給學(xué)生講清楚和寫明白。學(xué)生只能被動(dòng)的死記硬背，自己不能體會(huì)到能和功，力與自己有什么關(guān)系。等等，等等的問題和沒有提出的問題，都沒有給我們的學(xué)生寫清楚講明白。教材提出一個(gè)問題，就應(yīng)該將每一個(gè)問題給學(xué)生寫清楚，講明白。不要讓學(xué)生去猜，才能達(dá)到真正減負(fù)的目的。

由于以上諸多教材中，存在的沒有寫清楚講明白的問題。真實(shí)的反映出了中國科學(xué)院的院士們，聯(lián)名提出的針對中小學(xué)生減負(fù)的意見是正確的。但是在教育部的專家們的調(diào)查中確發(fā)現(xiàn)，我們國家的中小學(xué)生教材，并不難的現(xiàn)實(shí)問題。這個(gè)問題到底出在哪里呢？針對中學(xué)物理教材力學(xué)入門部分的教學(xué)內(nèi)容，事實(shí)求是的講，就是我們沒有將必須給學(xué)生寫清楚，講明白的知識要點(diǎn)寫清楚，講明白。反而是將必須寫清楚，講明白的知識要點(diǎn)刪除和減少，顛倒順序。而是用大量的練習(xí)題，是學(xué)生反復(fù)應(yīng)用練習(xí)題的各例題，來含糊的逼近知識要點(diǎn)掌握知識。從減負(fù)的愿望出發(fā)，變成了真正增加負(fù)擔(dān)的事實(shí)。增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。這個(gè)問題的事實(shí)，在八(九)年級，高一物理教材中到處可見。不能是學(xué)生真正掌握知識要點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)情況。缺少是學(xué)生通俗易懂，學(xué)習(xí)物理學(xué)基礎(chǔ)知識的必講必寫內(nèi)容。

針對以上諸多中學(xué)物理力學(xué)入門中，存在的諸多沒有寫清楚講明白的疑惑問題。有人在實(shí)踐中證明了人提、扛、抬著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做功的事實(shí)后。我們參考2012年教育部審定的義務(wù)教育八年級物理教材下冊。應(yīng)用2002年初審?fù)ㄟ^的義務(wù)教育九年級物理教材。重新編寫了《中學(xué)物理力學(xué)入門解惑自學(xué)十四講》的教學(xué)內(nèi)容。解除中學(xué)物理力學(xué)入門中，以上提到的諸多沒有寫清楚，講明白的問題。供全國的中學(xué)物理教師，應(yīng)用在義務(wù)教育八年級物理教材教學(xué)中。高中補(bǔ)課。學(xué)生自學(xué)。是我們的子孫后代，在最短的時(shí)間內(nèi)，輕松的掌握自然科學(xué)領(lǐng)先學(xué)科的物理學(xué)基礎(chǔ)知識。同貴社或教材出版社合作，重新改版現(xiàn)行八年級物理教材下冊。寫清楚講明白，教學(xué)內(nèi)容。是八年級物理教材下冊和高一物理中的部分教學(xué)內(nèi)容，在2015年以全新的面貌，全面創(chuàng)新的方式，通俗易懂的事實(shí)與學(xué)生見面。真正達(dá)到減負(fù)，教育資源平衡的目的。是全國的中學(xué)學(xué)生應(yīng)用在自己一生的學(xué)習(xí)工作科研中。

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The False Interpretation of “Power” in Junior

School Physics Textbook and the Corresponding Analysis

YANG Ze-min1，YANG Wen-ting2

(1.Alaxa Vocational College，Alaxa 750300；2.Baotou Teachers College,Baotou 014030)

Abstract:The Physics text book for Grade 8 (9) does not clarify and explain the power accurately, and still has ambiguities in power, energy and force interpretations.This brings the difficulties to teachers’ lecture of the power, energy and force concepts based on the textbook study.This thesis aims to reintroduce the concepts of the power, energy and force interpretation and promote the adjustment of first three chapters in Grade 8(9) physics textbook in order to help the students to acquire the knowledge efficiently.

Key words:the concepts of the power; energy and force; relationship

中圖分類號：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-1869(2015)02-0109-04

收稿日期：2014-09-14