謝志飛
(洪湖市第一中學 湖北 荊州 433200)
有相當多的教師和學生在分析上拋運動時,習慣性地把物體運動到最高點時的狀態(tài),說成是“此時,物體處于靜止狀態(tài)”.然而,這種說法其實并不準確,甚至是錯誤的.理由如下:
(1)與牛頓第一定律矛盾
牛頓第一定律告訴我們:當物體不受外力或者所受的合外力為零時,物體才會處于勻速直線運動狀態(tài)或者靜止狀態(tài).因此,一個物體如果處于靜止狀態(tài),那么,它要么不受外力作用,要么受的合外力為零.而處在上拋運動最高點的物體此時受到了外力——重力的作用,且這個外力顯然不為零.因此,根據(jù)牛頓第一定律,此時這個物體不是靜止狀態(tài).
(2)與牛頓第二定律矛盾
(3)此時物體狀態(tài)的正確描述應該為:此時物體的速度為零,加速度為g
之所以相當多的師生會理所當然地認為此時的物體是靜止的,主要是因為它的瞬時速度為零.而根本原因在于,他們把生活中的“概念”和科學的物理概念不自覺地混為一談了.在日常生活中,當一個物體的速度為零時,我們就說它是靜止的;而在物理上的靜止,不僅這個物體的v=0,而且a=0.
類似的“假靜止”還有很多例子,比如,單擺處于最大位移時的狀態(tài),簡諧振動在兩個端點時的狀態(tài),等等.
反思:“差之毫厘,謬以千里.”首先,在學習物理概念時,要理解、掌握并能運用物理概念.既要理解其內(nèi)涵,也要了解其外延,不能含含糊糊,似是而非.其次,還要注意與日常生活中的“非科學”概念作分析與區(qū)別,不要混用錯用.日常生活中的概念有的和物理概念基本一致,有的卻差別較大,甚至是張冠李戴.例如,日常生活中的“重量”,其實指的是物理上的“質(zhì)量”.前者在物理上指的是物體所受到的重力,而后者在物理上指的是物質(zhì)的多少,內(nèi)涵有本質(zhì)上的差別.
(2)若人人遵守交通規(guī)則,該車將不受影響地駛過前方斑馬線邊界CD.為確保行人安全,D處人行橫道信號燈應該在南北向機動車信號燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈?
(1)
汽車剎車時,阻力產(chǎn)生的加速度為a,由牛頓第二定律得
(2)
代入數(shù)據(jù)得制動距離
x=30 m
(3)
(2)據(jù)題意,汽車不受影響的行駛距離應該是AB與CD間距s0加車身長度l0即
x1=s0+l0=30 m
(4)
設黃燈的持續(xù)時間為t,則
(5)
代入數(shù)據(jù)得時間為
t=2 s
(6)
“題外話拓展”: 《道路交通安全法》第七十五條規(guī)定,“行人橫過機動車道,應當從行人過街設施通過;沒有行人過街設施的,應當從人行橫道通過;沒有人行橫道的,應當觀察來往車輛的情況,確認安全后直行通過,不得在車輛臨近時突然加速橫穿或者中途倒退、折返.”在現(xiàn)實生活當中,許多人都有過闖紅燈的經(jīng)歷.在多數(shù)人的記憶里,闖紅燈時的心有余悸在平安通過馬路之后已經(jīng)變得相當模糊,真正讓人印象深刻的往往要等到事故發(fā)生之后.所以千萬不要存在僥幸心理,一次的僥幸心理也許就是永久的傷痛.