有关于直觉“运动和力”中直觉错误及简析结论

摘要：“运动和力”是物理教学中重要的教学内容，由于认识的局限性和思维的片面性，初中学生常常会对这部分知识产生一些直觉错误，而这些直觉错误又常常是一种“顽疾”，需要我们“辨症分析，对症下药”。
关键词：运动和力 直觉错误 例证分析
1672-1578（2013）07-0149-01
早在2000多年前的《墨经》一书中就有这样一句话“力，刑（形）之所以奋也。”，其主要意思是：“刑”通“形”，指形体，就是物体，“奋”，动也，及运动，古书中的意义包含着由静到动，动而愈速或由下而上运动等。所以这句话记载的意思是说：力是使物体由静而动，动而愈速或由下而上的原因。我们暂且不论《墨经》中的这段论述是不是百分之百的科学，但起码说明了一个问题：“运动和力”这个物理学上的重要课题早在古代就引起了人们的关注，并已开始研究。不过人们对“运动和力”的认识过程并不是一蹴而就的，更不是一帆风顺的，由于历史的局限性和科技水平的限制，人们总会出现这样那样的直观错误。
从现代物理教学的角度来说，运动和力的概念是力学知识的核心，也是其它物理分支的基础。因此，运动和力的知识在初中物理教学中有很重要的地位，应加强对这部分知识教学的策略和研究。
运动和力的概念与我们的日常生活联系极为广泛密切。力无处不在，运动现象处处皆是。这既给学生理解掌握运动和力的知识带来许多益处，同时，也应看到其客观存在的负作用。不少学生常常依据生活经验，凭感觉（或直觉），想当然地来解释有关的运动和力的问题，结果必然是漏洞百出。笔者根据长期的教学实践进行分析和归纳，将学生在“运动和力”这一教学内容中经常出现的直觉错误例举并简析如下：
1 匀速运动需要不变的力
学生中持这种观点的人是较多的。他们虽然学习了运动和力的知识，掌握了其中的基本概念，但在处理具体问题时，却常常用错误的观点来解释物理现象。
例1，一个人坐在雪橇上从高处滑下后，为何会停下来？
学生凭直觉认为：如果要它继续沿水平面运动，就要继续推它，要它一直运动下去，必须要有一个不变的推力。
例2，一个物体在光滑的水平面上，作匀速直线运动，问此物体受到几个力的作用？
许多学生认为：物体受到三个力的作用。即重力、支持力和推力或拉力。
显然，上两例的认识和回答都是错误的。原因是由于学生对概念或规律的理解掌握不深刻，还没有真正掌握其实质。因此在回答例1时，没有从力是改变物体运动状态的原因去分析，而是从力是维持物体运动状态的原因这一错误观点出发，凭直觉想象得出不正确的结论。例2的解答亦犯了同样的错误，因而臆造出一个根本不存在的推力或拉力来。
2 力与运动速度的大小成比例
例3，在空中竖直向上抛出一石块，石块离开人的手向上通过A点到达B点，然后又再次通过A点返回。试分析上述过程中石块通过A、B两点时受力的变化情况。（不计空气阻力）
错解：石块通过A点时受力较大，因为此处石块速度较大；通过B点时受力最小或不受力，因为此处石块的速度是零。
错误的原因也是由于对运动和力的关系理解不够，掌握不深造成的。他们直觉地认为：力的大小与物体运动速度大小成比例，速度大时，力相应就大；反之，速度小时，力相应就小。其实，力的大小与速度无关。因此，该例的正确答案应是：在A、B两点石块受力相同，大小等于石块的重力，力没有变化。
3 物体没有运动，便没有力
显然，这条直觉错误与直觉错误之二相类似，可直接由它推论而得。
例4，一本书放在水平桌面上处于静止状态，试分析它受力的情况。
这个题目常见而又简单，但时常发现有些学生认为该书没有受到任何力的作用；有的学生则认为只受重力的作用。
上面错误解释的原因是明显的：学生认为没有运动便没有力的作用，力是维持物体运动的原因。
4 必须有力的作用，物体才能运动
学生的这种想法和古希腊哲学家亚里士多德观点一模一样。亚里士多德认为“必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。”
简析：物体在绝对光滑的水平面上以一定的速度运动，并不需要力去维持（在水平方向），它可以一直运动下去。这表明“必须有力作用在物体上，物体才能运动”的观点并不正确。物体一旦运动起来，如果在没有力的作用，物体将保持这种匀速直线运动，不会静止下来。相反地，要使物体静止下来，必须有力的作用。例如，一个物体在冰面上运动，正是在水平方向受到摩擦阻力的作用，才使得它的速度越来越小，最后静止下来，所以亚里士多德的“没有力的作用，物体就要静止下来”的观点是错误的。
5 惯性是一种力
在学生中持这种观点的人亦非少数。惯性是物体本身固有的属性，与外界因素无关，不是一种力。
例5，从口射出的，仍能继续向前运动一段距离，为什么？
错误：因为从口射出的，由于受到惯性的作用，要保持其运动状态，所以还要继续飞行一段距离。
很明显，学生把具有的惯性，视为一种“作用”，一种外界的“力”，这种“力”推动继续前进一段距离。而实际上是的惯性保持原来的运动状态，使之向前运动的。
综上所述，在认识运动和力的有关知识的过程中，学生中存在着许多错误的观念，究其原因，主要有：①学生在学习物理知识前，已经通过不断地接触社会生活，观察自然界，获得了许多表象概念，形成了自己的观点“框框”，关且有时表现相当摘自：毕业论文题目www.618jyw.com
牢固。②学生对物理概念的理解不全面、不深刻、不细致，没有透过表象看到本质，不能正确地把物理上科学概念与生活实际中获得的经验直觉相比较，去其糟粕，取其精华。
鉴于此，对物理概念及其相关规律的教学，要力求学生弄清其来龙去脉，理解其物理意义，把握其实质，并注意把物理概念、规律灵活地运用于解决实际问题之中。