楊 杰

(江蘇省新海高級中學(xué) 江蘇 連云港 222006)

1 定勢思維的特點(diǎn)

定勢思維是指用某種固定的思維模式去分析和解決問題，一旦形成了思維定勢，就會不自覺地順著定勢的思維思考問題，類似于物理學(xué)上的“慣性”. 積極的思維定勢有利于物理概念的形成和對物理規(guī)律的理解，而消極的思維定勢則會把習(xí)慣了的思維模式生搬硬套到新的物理情境中去，從而造成物理問題得不到正確地解決.尤其在高三物理復(fù)習(xí)中，學(xué)生常常受到思維定勢的干擾，容易形成知識的負(fù)遷移.不少易錯問題就是由于這個原因造成的.

本文結(jié)合學(xué)生復(fù)習(xí)中的易錯問題，剖析易錯解法，分析錯誤原因，探究克服定勢思維負(fù)面影響的方法，僅供大家參考.

2 定勢思維引起的某些錯解

【例1】如圖1所示，在地面附近同時存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系O-xyz(z軸正方向豎直向上)，一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電小球從原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向出發(fā).下列說法錯誤的是

圖1

A.若電場、磁場分別沿z軸正方向和x軸正方向，小球只能做曲線運(yùn)動

B.若電場、磁場均沿z軸正方向，小球有可能做勻速圓周運(yùn)動

C.若電場、磁場分別沿z軸正方向和y軸正方向，小球有可能做勻速直線運(yùn)動

D.若電場、磁場分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向，小球有可能做勻變速曲線運(yùn)動

易錯解法：選項A容易判斷，若Eq=mg，小球可能沿x軸勻速直線運(yùn)動.

對于選項D，假設(shè)小球做勻變速曲線運(yùn)動，則洛倫茲力的大小和方向一定改變，合外力一定變化，加速度不可能不變，與假設(shè)不符，即小球不可能做勻變速曲線運(yùn)動，故選項A，D正確.

錯因分析：對小球的受力情況未作分析，依據(jù)定勢思維，盲目臆斷.從小球的受力分析看，若小球做平拋運(yùn)動，雖然速度大小、方向均在改變，但水平速度v0不變，豎直速度vy與磁場方向平行，對洛倫茲力無影響.所以，小球有可能做勻變速曲線運(yùn)動.

正確解法：(1)若電場、磁場分別沿z軸正方向和x軸正方向，如圖2所示.

圖2

沿y軸負(fù)方向看xOz平面內(nèi)小球的受力情況，如圖3所示.若Eq=mg，速度與磁場方向平行，小球不受洛倫茲力，可能沿x軸勻速直線運(yùn)動，故選項A錯誤.

圖3

(2)若電場、磁場分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向，如圖4所示.

圖4

沿x負(fù)方向看yOz平面內(nèi)小球的受力情況，如圖5所示；沿y負(fù)方向看xOz平面內(nèi)小球的運(yùn)動情況，如圖6所示.若Eq=mg，則小球在xOz平面內(nèi)做平拋運(yùn)動，雖然實(shí)際速度不斷增加，但水平速度v0不變，豎直速度vy雖然增大，但vy與磁場方向平行，對洛倫茲力無影響.所以，小球有可能做勻變速曲線運(yùn)動，故選項D正確.

圖5 圖6

正確答案：A.

圖7

圖8

可得

在C點(diǎn)，擺球做圓周運(yùn)動

解得

錯因分析：對擺球的運(yùn)動過程未做分析，定勢思維，錯誤地認(rèn)為擺線的拉力不做功.仔細(xì)分析擺球的運(yùn)動過程，不難發(fā)現(xiàn)，剛開始擺球并不是做圓周運(yùn)動，而是自由下落.當(dāng)落到B點(diǎn)時，擺線突然繃緊，速度發(fā)生了變化，動能有損失，可以認(rèn)為擺線繃緊的過程中，拉力做功了.

沿等效重力的方向看，擺球的受力情況和運(yùn)動情況如圖9所示.

圖9

A-B過程，擺球自由下落

在B點(diǎn)，擺線突然繃緊，擺球沿擺線方向的分量vy=vBcosθ突然減為零，只剩下沿切線方向的分量

B-C過程,根據(jù)動能定理

得

在C點(diǎn)

解得

正確答案：擺球在C點(diǎn)時的速度

此時擺線對球拉力的大小

【例3】如圖10所示，一物塊在一個水平力F作用下沿斜面勻速運(yùn)動，此力F的方向和斜面與水平面的交線平行，如果將力F撤除，下列對物塊運(yùn)動的描述正確的是

A．物塊仍沿斜面勻速運(yùn)動

B．物塊沿原方向減速運(yùn)動

C．物塊將做勻變速曲線運(yùn)動

D．物塊將做非勻變速曲線運(yùn)動

圖10

圖11

圖12

錯因分析：對物塊受力情況的變化分析不清，依據(jù)定勢思維，主觀地認(rèn)為撤去力F后摩擦力不變.實(shí)際上，撤去力F后，摩擦力的大小不變，但方向是變化的，即合外力也是變化的.所以，物塊不可能做勻變速曲線運(yùn)動.

圖13

正確答案：D.

【例4】一傾角為θ=30°的斜劈放在水平地面上，一物塊沿斜劈勻速下滑.現(xiàn)給物塊施加如圖14所示的力F，F(xiàn)與豎直方向夾角為θ′=30°，斜劈仍靜止，則此時地面對斜劈的摩擦力

A．大小為零 B．方向水平向右

C．方向水平向左 D．無法判斷大小和方向

圖14

易錯解法：不加外力F時，物塊沿斜劈勻速下滑，有

mgsinθ=μmgcosθ

因此物塊與斜劈間的動摩擦因數(shù)

施加如圖所示的力F后，斜劈靜止，物塊仍勻速下滑.可將物塊與斜劈視為整體，力F對整體有水平向左的分力，整體處于平衡狀態(tài)，則地面對斜劈的摩擦力水平向右，故選項B正確.

錯因分析：未對物塊進(jìn)行受力分析，定勢思維，盲目地認(rèn)為施加了力F后物塊仍然勻速下滑.通過對物塊受力情況的分析不難發(fā)現(xiàn)，施加了力F后，物塊并不是勻速下滑，不能將物塊和斜劈看成整體.

圖15

正確解法：施加力F后，物塊的受力情況如圖15所示.分別以沿斜面向下和垂直斜面向上為x,y軸建立直角坐標(biāo)系，進(jìn)行正交分解.在y方向

FN=mgcosθ+Fcosθ+θ′=

在x方向,沿斜面向上的滑動摩擦力

沿斜面向下的合力為

mgsinθ+Fsinθ+θ′=

物塊將沿斜劈加速下滑.且

mgsinθ+Fsinθ+θ′-f=ma

解得

所以，不能將物塊和斜劈看成整體.只能隔離斜劈，對其進(jìn)行受力分析，如圖16所示.

圖16

水平向左的力為

f′cosθ=fcosθ=

水平向右的力為

此時水平方向已經(jīng)平衡，斜劈相對地面沒有運(yùn)動趨勢，所以，地面與斜劈之間沒有摩擦力，故選項A正確.

正確答案：A.

3 小結(jié)(方法論分析)

通過對以上4道易錯問題的分析，不難發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)錯誤的原因，有的是因為概念、方法理解上的缺限，習(xí)慣性地將先前片面的知識經(jīng)驗錯誤地“嫁接”到后繼問題中；有的是缺乏嚴(yán)密的分析過程，總想依據(jù)所謂“一般性”規(guī)律盡快得出結(jié)論，進(jìn)而盲目臆斷，形成了定勢思維，作出了錯誤的判斷.要克服這種定勢思維，就必須從其產(chǎn)生的原因入手，努力引導(dǎo)學(xué)生全面細(xì)致地分析新舊知識間的相同、相似、相異之處，深刻、準(zhǔn)確地理解知識、方法，建立扎實(shí)穩(wěn)固的學(xué)習(xí)基礎(chǔ).同時，積極啟發(fā)學(xué)生通過細(xì)心審題，耐心思考，嚴(yán)格進(jìn)行受力分析，準(zhǔn)確把握運(yùn)動過程，從原始規(guī)律入手，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致地分析、解決問題，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣，進(jìn)而不斷擺脫定勢思維的消極影響.