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1、淺談 物 理教學(xué)中的充 分 條 件與必要 條件蘇州師專凌瑞良充分條件和必要條件既是數(shù)學(xué)教學(xué) 中的重要概念，也是物理教學(xué)中的重要 概念?教學(xué)實(shí)踐證明，只有用“充分條件”和“必要條件”這兩個(gè)概念來全面地認(rèn)識(shí)物理學(xué)中的某些結(jié)論?包括定律、定理、定義 和公式等?，才能對(duì)問題的實(shí)質(zhì)理解透徹?本文試圖從這個(gè)觀 點(diǎn) 出發(fā)，來分析力學(xué)、電學(xué)中的幾個(gè)具休 問題，供同志們 參考?曹一、彈力?產(chǎn)?。產(chǎn)。?矛口形?匕?變的問題?原全日制 卜 年 制學(xué)校高中物理統(tǒng)編教材土冊(cè)第?透頁指出?“彈力 產(chǎn)生在直接接觸而產(chǎn)生形變的物體 之間?”意 即彈力是一種接觸力，白產(chǎn)生叼條件是“物體?實(shí)體?相互接觸并發(fā)生 形變?”試問，從邏

2、輯上來說，“物體相了，接觸 并發(fā)生形變”是 物體產(chǎn)生彈力的什么條 件?我們 認(rèn)為，氣物體相互接觸?仁發(fā)生形變”只是物體產(chǎn)生彈力的充分條件，不是必要 條 件?啄因是?即使物體不直接接觸，有 時(shí) 也能形變而產(chǎn)生彈力?如圖?所示，彈簧 與條形磁鐵 雖然不 直接接觸，但彈簧 由于受到磁力作用仍發(fā)生形變，從而產(chǎn)生了相應(yīng)的彈力。事實(shí)上，我們完全可以把物體產(chǎn)生彈力的條件放寬到僅是“物體本身發(fā)生形變”。因?yàn)槲矬w發(fā)生形變時(shí)一定產(chǎn)生彈力，又物休產(chǎn)生彈力時(shí)，本身一定發(fā)生 形 變?所以，“形變”是物體產(chǎn)生彈力的充要條件。不過話還得說回來，上述所論“形變”只限于彈性形變，如果泛指形變，則“形變”只是物體產(chǎn)生彈力的必要條

3、件，而不是充分條件?原因是?范性形變不 一定產(chǎn)生彈力?如范性形變的恢復(fù)階段所出現(xiàn)的永久變形?彈性后效?狀態(tài)，物體就不產(chǎn)生彈力?另外，順便再提及一點(diǎn)，即物體受力也不一定就形變?如自由下落的物體，組成物體的每一部分雖然都受到重力作用，但物體無形變發(fā)生，此時(shí)貢力只 產(chǎn)生外效應(yīng)?可見，對(duì)物體形變而言，“受力”同樣只是一 個(gè)必要條件，而不是充分條件?飛?二、機(jī)械能守恒 的條?。?件問題?呂相當(dāng)多教材里，往往都是通過重物在 重力場內(nèi) 自由下落或豎直上拋的形式來討論物體重力勢能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換，從而來得出機(jī)械能守恒定律的。同時(shí)，都指 出機(jī)械能在轉(zhuǎn)換過程中其總量守恒的條件是?除重力做?三?重要的科技消息在到?

4、級(jí)字仁報(bào)或在黑板報(bào)?發(fā)表?還可以發(fā)動(dòng)學(xué)，?三寫小論文，對(duì)小論文以班級(jí)為單位進(jìn)行評(píng)比，優(yōu)秀作品可給予獎(jiǎng)勵(lì)，并從 中選 出部分好作品向校物理園地投稿，特好的作品向公 開發(fā)行的報(bào)刊投稿?這樣可以大大調(diào)動(dòng)幾勺仁寫作物理作?的 積極性，既豐富了他們的課外生活，也可提高他們的書面表達(dá)能力。培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力的其他 方法就不一一列舉了?只要我們物理教師長期堅(jiān)持用多種方法培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力，就一定會(huì)取得成效?收稿 自期?百?寧年?月?，?年第?期腳押教師協(xié)功外，其他力?包括媒質(zhì)陰 勺和摩擦力?均不做功?這里強(qiáng)調(diào)了卿體運(yùn)動(dòng)過程 中只有垂力做功。照此看 來，機(jī)械能守恒的條件似乎是相當(dāng)苛刻的，其實(shí)不然?從下面進(jìn)一步分

5、析可知，物體在運(yùn)動(dòng)過程中，重力?其實(shí)重力屬子保守力。保守力還包括彈力等?做功，僅是機(jī)械能守恒的一個(gè)充分條件，并不 是必要條件。我們知道，功能原理的普遍表達(dá)式為芝?外?叉?非保內(nèi)二?一?。其中叉月外表示合外力對(duì)物體系?系統(tǒng)?所作的功，藝?非保 內(nèi)表示系統(tǒng)內(nèi)所有非保守內(nèi)力所作的功，?一?。表示 系統(tǒng)機(jī)械能的增量?可以看 出，機(jī)械能守恒意味著?一它。一。，即?一?。一亡?常數(shù)?這里，需注意的是，其中可有三種情況?保守內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)做功，不存在外力和非保守內(nèi)力。保守內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)做功，但外力和非保守內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)均不作功?力的作用點(diǎn)無位移或力與力的作用點(diǎn) 的位移垂直?保守 內(nèi)力對(duì)系統(tǒng)做功，且多個(gè)外力和非保守內(nèi)力也

6、對(duì)系統(tǒng)做功，但這些外力對(duì)系統(tǒng)作功代數(shù)和為零，非保守內(nèi)力做功的代數(shù)和也為零?在這種情況中，還可以是藝月外二 一藝刁非保 內(nèi)，即外力、非保守內(nèi)力作功值正好等值異號(hào)?由此可見，機(jī)械能守恒的條件還是比較寬廣的，并不象有些課本中說得那樣 苛 刻。當(dāng)然，有些課本為了考慮到學(xué)生的認(rèn)識(shí) 階段和接受能力才那樣說的，但作為教師，應(yīng)該明確上述所分析的間題?電路來說是充要的?既必要義充 分?，似付一段?止均 勻?一念源?電路來?兌，條件僅是充分的。例如，一矩形 導(dǎo)線框在均勻磁場中可繞垂直磁場方向的軸?。，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻為尸，、?，如圖?所示?求?線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)?、?兩 點(diǎn)間的電勢差 和?、?兩點(diǎn)間 的 電勢差

7、?畢招么圣當(dāng)?己玉巨。圖?線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要切割磁力線，故?、?邊中都有動(dòng)生電動(dòng)勢產(chǎn)生，且兩邊 中的動(dòng)生電動(dòng)勢大小相等，方向相一致?設(shè)侮邊中電動(dòng)勢為產(chǎn)，則線框中感應(yīng) 電流 為?君?尸?君?一卜?由一段含源電路的歐姆定律可 得乙?才一?一君?，?者?一一君?，?，?，?刀，?刀?允?十 對(duì)?同理可得?一?一才十?，?。?省?一君十?竺，?，代，?，刀，尸?十?才?三、部分電路中存在電流 的條件問題?才?一卜?原全日制十年制學(xué)校高中物理下冊(cè)?中指出?“一段電路中要有電流通過，就必須在它兩端保持電壓?”這話告訴我們?一段電路中存有電流的條件是兩端 存在電 勢差?我們認(rèn) 為，這條件對(duì)一段不 含源的線性上述計(jì)算結(jié)果表明，在一段含源 電路中，即使兩端無 電勢差也仍能有電流通過，甚至電流還能從低電勢點(diǎn)流 向高電勢點(diǎn)?其實(shí)，不難理解，這都是非靜電力的作用結(jié)果?收稿日期?年?月?一?一物那教師?年第?期