高中物理教材中几处内容的商榷

蒋 军

（安徽省无为县第一中学，安徽 无为 238300）

通过近几年来对高中物理的教学，笔者发现在高中物理教材存在的一些问题，并提出相关的建议.

1 关于x-t图像的理解

x-t图像（教材中的正式称谓是位移-时间图像），是高一物理前两章中十分重要的知识点.无论是老版人教社教材还是新版普通高中物理课程标准实验教科书，该知识点都属于学生必须掌握的内容.该图像对于帮助学生理解物体直线运动的规律有着极其重要的作用.但是笔者却在教学和使用教材的过程中发现关于x-t图像坐标意义的矛盾之处，笔者认为将x-t图像称为位移-时间图像，将纵坐标的意义归属于位移的做法有待商榷.

如果要将此图像称为位移-时间图像的话，那么速度的概念只能理解为位移的变化与对应时间间隔的比值（位移对时间的变化率）即表示位移变化快慢的物理量，这是有悖于速度概念的原意.若理解为位置-时刻的图像，那么速度的物理意义就可以理解为位置变化的物理量.这将有助学生对知识前后的一致性的理解.

2 关于弹力的定义

现行人教社必修1第55页对于弹力的定义是这样的：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力.

个人认为应当将其中的形变改为弹性形变比较好，因为只有发生形变的物体形状恢复原状，这样才会对被接触的物体产生弹力的相互作用.

3 关于线速度的定义

关于圆周运动对于线速度定义的争议由来已久.很多教材都是用“弧长与时间的比值”来定义的.

图1

前面的学习过的速度的概念是用位移与时间的比值来定义的，是矢量；而人教版用弧长与时间的比值来定义线速度.按照课本的定义，线速度本来是一个标量，之后课本又说线速度为矢量，并给出了线速度的方向，这样一来不免让人感到有些不自然，那么我们该如何理解课本的这个定义呢？

笔者认为最好的方法是通过建立极坐标系和自然坐标系来进行求解.

设一个质点沿半径为r的圆做圆周运动，运动到P点时如图1所示.此时，质点的线速度为

质点的加速度为

这样一来，切向和法向的加速度就分别求出来了.

若采用人教版的定义方法，则矢量（数学上称为向量）的地位在物理上得不到充分的体现，不利于学生对矢量概念的强化.另外，通过强化矢量的概念不仅有助学生对向心加速作用的理解，也有助于学生在今后学习中对科里奥利加速度的理解.目前美国高中学校普遍使用的主流教材《科学发现者》一书和麻省理工开放课程中对圆周运动速度的定义就是利用位移与时间的比值，笔者觉得是可以供编者和教师参考的一种方法.

4 关于对角速度的认识

在现行教材上认为角速度是一个矢量，这比老版本教材有所改进.但笔者认为，加入了判断角速度方向的右手螺旋定则后就会更加完善.

另外，对角速度单位的定义，个人觉得也有些欠妥.书上把rad／s和s-1都称为角速度的单位，若后者也能算作角速度的单位，这不免和后面的频率单位相冲突（频率单位是Hz或s-1）.

5 关于对向心力的认识

一般认为向心力是效果力，因此关于向心力的说法只能称为需要的向心力或外界所能提供的向心力.但是，关于向心力的课后习题中有一题是这样说的：

例.（高中物理必修2）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad／s，盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动.

（1）求小物体所受向心力的大小.

（2）关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见：甲认为这个向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是与运动方向垂直，因此向心力不可能是静摩擦力.你的意见是什么？说明理由.

其中，提到所受向心力的大小，笔者觉得有失偏颇.根据题意，建议改为所需向心力的大小，或者是所受合外力的大小.

以上就是本人对人教出版社教材中所出现一些问题的一般认识，望各位同行批评和指正.