浅析高中教材中几组易混淆的物理概念

王金聚

[摘 要]概念教学是物理教学的重要一环，但有些概念的外延却存在着交叉的关系，学生模棱两可、似是而非，不能深刻理解，甚至存在一些误解。文章筛选了一些高中生容易混淆的物理概念，作了深度的剖析。

[关键词]物理概念 混淆 辨析

[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号] 16746058（2016）260052

中学物理知识点丰富，内容庞杂、概念众多。许多概念并没有像大学教材那样作深入的剖析，且有些概念还互有融合、似是而非，容易使学生产生误解和混淆。本文从教学实践中选取了几组典型的易混淆的概念，作了简要辨析，诠释了它们的区别与联系，供读者参考。

一、时间、时刻、时间间隔

我们把某一瞬间叫做时刻，在时间轴上它用点来表示。时间间隔则是两个时刻之间的间隔，在时间轴上它对应一段线段。我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据具体情况才能认清它的含义。例如，有人问你：“研讨会是几点开始？”，他指的是时刻。如果问，“研讨会要开多久？”，则指的是时间间隔。生活中鲜有人会说“时间间隔”，而直接用“时间”这个词，譬如说“给你一周的时间把它完成”，这里的“一周的时间”显然就是时间间隔。

二、速度、速率、平均速度、平均速率

速度和速率都是描述物体运动快慢的物理量，其定义分别是：

无论是平均速度，还是平均速率，都对应一段时间间隔，只能粗略地描述这段时间内物体运动的快慢。为了更精准地描述物体的运动快慢，我们引入瞬时速度的概念。

物体在某一时刻的速度叫做瞬时速度，瞬时速度的大小通常叫做速率。

日常生活中所讲的“速度”一词，有时指平均速度，有时指瞬时速度，有时指速率。如天气预报中讲“风暴中心以19km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时风暴中心的最大风速为30m/s……”，显然，前者指的是平均速度，后者指的则是瞬时速度；再如，汽车速度计现在显示的是100km/h，显然，速度计并不能说明汽车的运动方向，“100km/h”实际上指的是汽车的速率。

需要注意的是，速率是速度的大小，但不能认为平均速率就是平均速度的大小。比如，你绕操场跑了一圈回到出发点，你的平均速度为零，但平均速率却不等于零。

三、机械运动、机械振动、简谐运动

在物理学中，把一个物体相对于另一个物体位置的变化称为机械运动，简称运动。

物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动。振动物体偏离平衡位置后会受到指向平衡位置的回复力，如果某振动物体所受的回复力满足F=-kx，即回复力大小跟位移成正比、方向恒相反，则这样的振动我们叫做简谐运动。

显然，简谐运动是机械振动的一种形式，而机械振动又是机械运动的一种形式，机械运动才是宇宙中最普遍的运动。

四、束缚电子、自由电子、光电子

原子核对核外电子的库仑引力，使得电子被束缚于原子，此电子被称为束缚电子。不同物质的原子核对电子的束缚能力不同，如金属原子的外层电子就很容易丢失，当电子脱离原子核的束缚，从原子内跑出来能够自由移动时，这样的电子就叫做自由电子。

金属物体在光的照射下发射出的电子叫光电子。该电子与平常的电子没什么区别，只是叫法不同而已。

五、平均值、有效值

电流的有效值与平均值是两个很容易混淆的概念。

电流的有效值是从热效应等效的角度来定义的，其含义是变化的电流i（交流或脉动直流）在一段时间内通过纯电阻R产生的热效应与恒定直流I在相同时间内通过纯电阻R产生的热效应相等，则I的数值就是i的有效值。而电流的平均值则是从电量等效的角度来定义的，其含义是变化的电流i（交流或脉动直流）在一段时间内通过导体横截面的电量与恒定直流I在相同时间内通过导体横截面的电量相等，则I的数值就是i的平均值。

对于正弦式交变电流，在一个周期内的平均值显然恒为零，这在技术应用中并没有多大意义。一般而言，我们所用到的交流电的平均值，是指交流电在一个周期内绝对值的平均值，或者说交流电在正半个周期内的平均值。

七、布朗运动、热运动

分子都在不停地做无规则的运动，这种运动称为分子的热运动。

1827年，英国植物学家罗伯特·布朗发现水中的花粉及其他悬浮的微小颗粒不停地作无规则运动，这种运动被称为布朗运动。做布朗运动的粒子非常微小，直径约1～10微米，在周围液体或气体分子的不平衡撞击下，受到一种随时间不停变化的合力，导致了微粒的布朗运动。温度越高、颗粒越小，布朗运动越明显。

做布朗运动的是颗粒，做热运动的是分子。布朗运动的无规则性，间接地反映了液体分子运动的无规则性。

八、热量、热能、内能

热量又称为热能，它和内能是两个不同的物理量。热量是在热传递过程中传送能量的多少，是一个过程量，只有在热传递的过程中才有意义。不能说“物体含有热量、具有热量”。内能是物体内所有分子做无规则运动的动能和分子间相互作用的势能的总和，它和物体的质量、温度等因素有关。一切物体都有内能。

有人认为“一个物体的内能减少了，一定有另一个物体的内能增加”这是个错误的认识。如物体沿粗糙的斜面滑下，由于摩擦，物体和斜面的内能都增加，这是机械能向内能转化的结果。

概念的掌握向来都不是仅靠死记硬背学得好的，只有深刻理解其内涵，正确认识它与其他物理概念的区别与联系，才能进一步掌握好物理规律及应用，为进一步学习物理打下坚实的基础。作为教师，要将这些难以区分的概念梳理清楚，在教学中做好与类似概念的对比分析，不急于求成，循序渐进，层层剖析，才能让学生准确地理解和掌握，避免先入为主地将一个错误的理解根植于脑中，给以后的纠正带来更大的困难。

（责任编辑 易志毅）