王金聚

[摘 要]概念教學(xué)是物理教學(xué)的重要一環(huán)，但有些概念的外延卻存在著交叉的關(guān)系，學(xué)生模棱兩可、似是而非，不能深刻理解，甚至存在一些誤解。文章篩選了一些高中生容易混淆的物理概念，作了深度的剖析。

[關(guān)鍵詞]物理概念 混淆 辨析

[中圖分類號(hào)]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)] 16746058（2016）260052

中學(xué)物理知識(shí)點(diǎn)豐富，內(nèi)容龐雜、概念眾多。許多概念并沒有像大學(xué)教材那樣作深入的剖析，且有些概念還互有融合、似是而非，容易使學(xué)生產(chǎn)生誤解和混淆。本文從教學(xué)實(shí)踐中選取了幾組典型的易混淆的概念，作了簡(jiǎn)要辨析，詮釋了它們的區(qū)別與聯(lián)系，供讀者參考。

一、時(shí)間、時(shí)刻、時(shí)間間隔

我們把某一瞬間叫做時(shí)刻，在時(shí)間軸上它用點(diǎn)來表示。時(shí)間間隔則是兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔，在時(shí)間軸上它對(duì)應(yīng)一段線段。我們平時(shí)說的“時(shí)間”，有時(shí)指的是時(shí)刻，有時(shí)指的是時(shí)間間隔，要根據(jù)具體情況才能認(rèn)清它的含義。例如，有人問你：“研討會(huì)是幾點(diǎn)開始？”，他指的是時(shí)刻。如果問，“研討會(huì)要開多久？”，則指的是時(shí)間間隔。生活中鮮有人會(huì)說“時(shí)間間隔”，而直接用“時(shí)間”這個(gè)詞，譬如說“給你一周的時(shí)間把它完成”，這里的“一周的時(shí)間”顯然就是時(shí)間間隔。

二、速度、速率、平均速度、平均速率

速度和速率都是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，其定義分別是：

無論是平均速度，還是平均速率，都對(duì)應(yīng)一段時(shí)間間隔，只能粗略地描述這段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢。為了更精準(zhǔn)地描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢，我們引入瞬時(shí)速度的概念。

物體在某一時(shí)刻的速度叫做瞬時(shí)速度，瞬時(shí)速度的大小通常叫做速率。

日常生活中所講的“速度”一詞，有時(shí)指平均速度，有時(shí)指瞬時(shí)速度，有時(shí)指速率。如天氣預(yù)報(bào)中講“風(fēng)暴中心以19km/h左右的速度向西北方向移動(dòng)，在登陸時(shí)風(fēng)暴中心的最大風(fēng)速為30m/s……”，顯然，前者指的是平均速度，后者指的則是瞬時(shí)速度；再如，汽車速度計(jì)現(xiàn)在顯示的是100km/h，顯然，速度計(jì)并不能說明汽車的運(yùn)動(dòng)方向，“100km/h”實(shí)際上指的是汽車的速率。

需要注意的是，速率是速度的大小，但不能認(rèn)為平均速率就是平均速度的大小。比如，你繞操場(chǎng)跑了一圈回到出發(fā)點(diǎn)，你的平均速度為零，但平均速率卻不等于零。

三、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

在物理學(xué)中，把一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體位置的變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)。

物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)械振動(dòng)。振動(dòng)物體偏離平衡位置后會(huì)受到指向平衡位置的回復(fù)力，如果某振動(dòng)物體所受的回復(fù)力滿足F=-kx，即回復(fù)力大小跟位移成正比、方向恒相反，則這樣的振動(dòng)我們叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

顯然，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的一種形式，而機(jī)械振動(dòng)又是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種形式，機(jī)械運(yùn)動(dòng)才是宇宙中最普遍的運(yùn)動(dòng)。

四、束縛電子、自由電子、光電子

原子核對(duì)核外電子的庫侖引力，使得電子被束縛于原子，此電子被稱為束縛電子。不同物質(zhì)的原子核對(duì)電子的束縛能力不同，如金屬原子的外層電子就很容易丟失，當(dāng)電子脫離原子核的束縛，從原子內(nèi)跑出來能夠自由移動(dòng)時(shí)，這樣的電子就叫做自由電子。

金屬物體在光的照射下發(fā)射出的電子叫光電子。該電子與平常的電子沒什么區(qū)別，只是叫法不同而已。

五、平均值、有效值

電流的有效值與平均值是兩個(gè)很容易混淆的概念。

電流的有效值是從熱效應(yīng)等效的角度來定義的，其含義是變化的電流i（交流或脈動(dòng)直流）在一段時(shí)間內(nèi)通過純電阻R產(chǎn)生的熱效應(yīng)與恒定直流I在相同時(shí)間內(nèi)通過純電阻R產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，則I的數(shù)值就是i的有效值。而電流的平均值則是從電量等效的角度來定義的，其含義是變化的電流i（交流或脈動(dòng)直流）在一段時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量與恒定直流I在相同時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量相等，則I的數(shù)值就是i的平均值。

對(duì)于正弦式交變電流，在一個(gè)周期內(nèi)的平均值顯然恒為零，這在技術(shù)應(yīng)用中并沒有多大意義。一般而言，我們所用到的交流電的平均值，是指交流電在一個(gè)周期內(nèi)絕對(duì)值的平均值，或者說交流電在正半個(gè)周期內(nèi)的平均值。

七、布朗運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)

分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為分子的熱運(yùn)動(dòng)。

1827年，英國(guó)植物學(xué)家羅伯特·布朗發(fā)現(xiàn)水中的花粉及其他懸浮的微小顆粒不停地作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)被稱為布朗運(yùn)動(dòng)。做布朗運(yùn)動(dòng)的粒子非常微小，直徑約1～10微米，在周圍液體或氣體分子的不平衡撞擊下，受到一種隨時(shí)間不停變化的合力，導(dǎo)致了微粒的布朗運(yùn)動(dòng)。溫度越高、顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。

做布朗運(yùn)動(dòng)的是顆粒，做熱運(yùn)動(dòng)的是分子。布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，間接地反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。

八、熱量、熱能、內(nèi)能

熱量又稱為熱能，它和內(nèi)能是兩個(gè)不同的物理量。熱量是在熱傳遞過程中傳送能量的多少，是一個(gè)過程量，只有在熱傳遞的過程中才有意義。不能說“物體含有熱量、具有熱量”。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間相互作用的勢(shì)能的總和，它和物體的質(zhì)量、溫度等因素有關(guān)。一切物體都有內(nèi)能。

有人認(rèn)為“一個(gè)物體的內(nèi)能減少了，一定有另一個(gè)物體的內(nèi)能增加”這是個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。如物體沿粗糙的斜面滑下，由于摩擦，物體和斜面的內(nèi)能都增加，這是機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的結(jié)果。

概念的掌握向來都不是僅靠死記硬背學(xué)得好的，只有深刻理解其內(nèi)涵，正確認(rèn)識(shí)它與其他物理概念的區(qū)別與聯(lián)系，才能進(jìn)一步掌握好物理規(guī)律及應(yīng)用，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為教師，要將這些難以區(qū)分的概念梳理清楚，在教學(xué)中做好與類似概念的對(duì)比分析，不急于求成，循序漸進(jìn)，層層剖析，才能讓學(xué)生準(zhǔn)確地理解和掌握，避免先入為主地將一個(gè)錯(cuò)誤的理解根植于腦中，給以后的糾正帶來更大的困難。

（責(zé)任編輯 易志毅）