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论物理概念与生活俗语有别

作 者:吴林超 (湖北省五峰职教中心 443413)

物理学中,为了描述物体某方面的特征,科学家们定义了各种各样的物理概念 。这些概念的提出,大都源于生活实践,而归结于科学探究成果。物理概念定义科学严谨,系统全面,都具备一般意义上的界定;有一定的理论高度。而生活俗语通俗易懂,却很片面,没有上升到理论高度,不能推而广之,在一般意义的层面上深刻讨论。学生在学习过程中容易将二者混用,导致概念理解不到位,甚至产生错误认识 。本文通过惯性,速度,加速度等几个概念加以讨论,希望对大家有所帮助。
惯性在经典物理学中一个非常重要的概念。学生很难理解。
根据牛顿第一定律:一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使他改变这种状态为止。他告诉人们,一切物体都有保持运动状态不变的性质,这种性质叫惯性。无论物体是运动还是静止,运动快还是慢,都有惯性:只要物体质量不变,这种性质是不会改变的。
根据牛顿第二定律:物体的加速度大小跟物体受到的外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟外力的方向相同。可见,质量大的物体运动状态难以改变,他保持运动状态不变的性质更强。我们说质量大的物体惯性大;惯性大小只与物体质量有关,质量大小是物体惯性大小的唯一量度。惯性与受力大小,受力不受力没有关系;而且力和惯性对物体运动状态的变化所起的作用完全相反(力是要改变物体的运动状态,而惯性是要保持运动状态不变)!
惯性也是生活中常用的俗语。生活中往往是说运动的物体有惯性,速度大的物体难以让他停下,说成惯性大。比如,手推车在下坡路段行驶,速度越来越快,制动非常困难。生活中常常说惯性很大或者惯性越来越大 。有时还说运动快,惯性大,要借助惯性容易冲上斜坡。
这里的惯性有贯通,推动的意义。生活中对运动的物体,关于惯性的认识和物理学中关于惯性的描述,单从结果上看似乎高度一致——借助惯性冲上斜坡。但是在实际的含义的理解上,却是大不相同的。关于惯性这一概念的定义大相径庭。生活中,感觉有一股无形的力量推车上行,使之冲上斜坡———有惯性;物理学中,很容易解释,物体要保持原来的运动状态继续运动,自然就冲上了斜坡。
二者完美统一!科学源于生活,当然不足为奇!
可是二者认识的角度是完全不同的,同一事件————小车冲上斜坡,生活中认识似乎更加侧重于外力作用;而物理学则明确指出,是物体自己的性质————惯性所至。当然生活中关于惯性的俗语与物理学中关于惯性的概念也并非毫不关联。至少运动的物体有惯性是共同描述的特征,毕竟物理学概念的提出是源与生活体验,再加科学抽象而形成的。二者虽相通但决不能等同。
速度在物理学中是描述物体运动快慢,无论物体运动快还是慢甚至保持静止,物体运动快慢的特征都存在。生活中也有关于速度的说法,然而日常生活中常常是对运动快的物体说有速度,而静止的物体则没有速度。这里的速度,是特指物体运动得快。似乎从字面上理解,速就是迅速、快速。运动慢的物体按照生活习惯,似乎应该叫慢度,静止的物体甚至说成没有速度。很显然,物理学中速度涵盖了所有物体运动快慢的描述,运动快则速度大,运动慢则速度小,物体静止则速度为零。可见生活中说的速度与物理学中速度的含义也不完全相同。物理学中关于运动快慢的描述更具有一般意义上的界定,描述更全面,更合理,更科学,更严谨。
加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。物体速度变化快则加速度大,速度变化慢则加速度小,速度不变(包括静止)则加速度为零。高中学生在学习加速度这个概念时容易狭隘的理解为生活中加速这一现象,认为只有加速运动的物体才有加速度。固然生活中加速一词是对速度增加现象的一种描述,减速是对速度减小的现象的描述。但都是单单描述了一种情况,不是一般意义上的概述,并不能反应一般意义上的速度变化。从词性上来看,生活中常说的加速、减速是动词 ,而物理学中加速度是名词。加速度是描述了生活中加速运动情况中速度增加快慢的特征,但不仅仅是加速,还包括减速,甚至包括匀速和静止等多种情况在内,加速度都能描述。在高中物理中,关于加速度的理解,对高中生是一个难点,很难准确把握其含义。学习加速度这个概念后,有同学说:静止的物体没有加速度就是对生活俗语和物理概念混为一谈的表现。静止的物体只能说没有加速(生活俗语),而不能说没有加速度!由此可见,较之生活俗语,物理概念是更加全面,更加科学,更加严谨的描述语言。
科学概念来源于生活经验,但不能等同于生活经验,是在生活经验的基础上,经过全面的分析处理,科学的实验验证,严密的逻辑推理,精辟的理论分析以及严谨的科学抽象才能形成。因此在学习和理解物理概念时,既要注意其间的联系,又要注意二本质上的区别,切不可混为一谈。只有找到他们的联系,才能透彻理解概念意义;只有找到他们的区别,才能准确把握概念的内涵。最终上升到理论的高度,真正在大脑中牢固树立起概念!

作者简介:吴林超,从事中学物理教育工作20年。2011年,为响应国家重视职业教育的号召,主动调入湖北省五峰县职教中心,从物理教学工作。