浅谈高中物理学习中“几个疑问”及其应对策略

2016-12-15徐逸轩

新教育时代电子杂志(学生版) 2016年2期

关键词：势能摩擦力猴子

徐逸轩

（湖南长沙麓山国际实验学校湖南长沙 410000）

浅谈高中物理学习中“几个疑问”及其应对策略

徐逸轩

（湖南长沙麓山国际实验学校湖南长沙 410000）

在高中物理学习中，有些疑问始终没有得到解决，直到高中阶段学习完毕，高考结束，这些疑问都一直困扰着高中毕业生。这些疑问如果一直伴随着我们，对我们学习物理是十分不利的，将来走上工作岗位，也会在工作中存在失误。因此，这些疑问应该在高中阶段就找到答案。本文对高中生物理学习中“几个疑问”进行了分析，并提出了应对策略。

高中生物理学习几个疑问策略

高中物理的一些疑问是许多学生一直百思不得其解的，甚至有些教师也一直被困扰其中。如果将这些疑问带到高考场上，就会影响学生的考高成绩，对于以后工作也会产生不利的影响。因此，找出这些疑问的答案十分必要。

一、一对静摩擦力做功之和是否为0

一对静摩擦力做功之和是否为0，是许多同学一直没有搞明白的一个问题。如果为0，人在走路的时候人对地面是不做功的，那么反过来，地面对人存在摩擦力，这个摩擦力对人是否做功呢？如果不做功，人的机械能如何能得到增加，从而保持行走呢？这一系列的疑问都需要一个正确的解答。[1]

其实，一对静摩擦力做功之和为0，这是教师们课堂上一直在沿用的结论。因为以地面为参照物，静摩擦力就是静止的，摩擦力的作用点相对于地面没有出现位移，或者位移相同。在位移相同的情况下，由于一对静摩擦力是相互作用的，是作用力和反作用的关系，所以其做功之和仍然为0。我们可以通过猴子爬树的例子，采用不同的解题思路来说明。[2]

1．根据功的定义来解答

高中课本中对功的定义如下：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，做功力就对物体做了功。在猴子与树之间没有出现相对滑动的情况下，以地面为参照物，猴子四肢受摩擦力的作用却没有相对位移，因而静摩擦力对猴子做功为0。值得注意的是，猴子不是一个单一的质点，而是是一个质点组，猴子因为自骨骼与肌肉的伸缩而使内力做功，由此便产生了机械能。[3]

2．根据能量守恒定律解答

树对猴子也产生摩擦力，此摩擦力并没有做功，因为树对外界是不可能输出能力的。这其中的能量来自于猴子本身，是猴子消耗了自身的化学能，由自己身体的一部分向另一部分做功，从而转化为自身的机械能。

二、是否因为物体体积越大，分子总势能就越大

我们都知道分子势能随着物体体积的增大而增大，分子总势能与物体体积间的关系也是如此吗？由于一个物体是由大量分子组成的，而这些分子间的平均距离，与分子力等于0的距离无从判断，所以我们不知道分子总势能是否也会随着物体体积的增大而增大。但是，同样在0℃的温度下，水和冰的体积是不一样的，水的体积更小。在相同的温度下，虽然分子动能是相同的，但是冰若要变成水，分子内能会增加，动能依然不变，只有势能在增加。因而，我们可以得出结论：在质量相同的条件下，都在0℃时，水比冰的势能要大。由此我们可以推断出，分子总势能不一定因为物体体积越大就越大。

三、关于电压表和电流表是否有示数的问题

如下左图所示，A表示电流表，V表示电压表，AB、CD分别代表两根导体棒，AC、BD是两根接触良好的金属导轨，当两根导体棒以同样的速度，沿着AC、BD在匀磁场中沿着右方以相同的速度移动时，A和V是否有示数？

这个问题我们可以这样来分析：上面左图其实可以理解为一个简单的电路图，如右图所示，由于这是一个在匀磁场中的运动，磁通量没有发生变化，所以回路中不存在电流。必须要有电流通过，电流表和电压表才会有示数，因此，A和V都没有示数，显示为0。

四、关于电表“欧姆挡”刻度不均匀的问题

关于这个问题，我们可以通过电流与被测电阻的关系来解释，其公式如下：其中I表示电流，Rx表示被测电阻，U表示电压。从公式中我们可以看出，电流与被测电阻之间不存在线性关系，因而电表上的“欧姆挡”刻度就应该不均匀。另外，从导数公式中可以看出，被测电阻越大，导数越小，与单位电阻对应的电流值就越小，表现在电表上，就成了越偏向左边，其刻度越密，越偏向右边，其刻度越稀疏。

除了上述所举的几个例子外，另外还有洛伦兹力不做功，却能将其他形式的能量转化为电能；“绳拉船”的问题中，对速度进行分解时，为什么要将其沿着绳子和与绳子垂直的方向进行分解；动量守恒定律中，在单独的一个方向上该定律是否也同样适用等问题，一直困扰着我们的广大高中生，这里就不一一举例说明了。其实只要对课本理论仔细推敲，查阅相关文献资料，这些疑问是可以找到确切答案的。