《對“重力機械能守恒定律在各慣性系都成立”的商榷.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《對“重力機械能守恒定律在各慣性系都成立”的商榷.pdf（3頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、對“ 重力機械能守恒定律在各慣性系都成立” 的商榷李偉鐸（ 南開大學物理科學學院天津 ）（ 收稿日期： ）文獻 通過舉例說明了重力機械能守恒定律在各慣性系都成立 他們的論證有錯誤， 進而得到的結(jié)論也是錯誤的 筆者將對此略加分析錯誤的結(jié)論文獻 的作者通過對兩個具體實例的分析（ 其中第二個實例有明顯的論證錯誤） ， 證明重力機械能守恒定律是成立的證偽一個命題可以通過舉出反例， 但證明一個命題的正確絕不能只舉兩個特殊的實例該文作者通過這兩個實例， 實則想要證明的是重力機械能守恒在不同慣性系成立， 而這個結(jié)論也是錯誤的 一個系統(tǒng)在一個慣性系中機械能守恒， 然而在變換慣性系后， 機械能不一定守恒原因在于

2、另一個慣性系中可能存在其他外力做功， 導(dǎo)致機械能發(fā)生變化， 詳見圖的情境圖如圖所示， 質(zhì)量為的小球在豎直面內(nèi)做圓周運動（ 逆時針方向） ， 小車以速度向右做勻速直線運動， 不計空氣阻力以及運動過程中繩子的形變從地面和向右運動的小車兩個慣性參考系討論小球的機械能是否守恒在地面系中， 任取一個時刻進行受力和速度分析（ 如圖） ： 小球會受到豎直向下的重力 ， 不會改變小球的機械能； 同時小球會受到沿繩方向的拉力， 該時刻小球的速度的方向是圓周的切線方向， 恰好與垂直， 因而不做功， 小球的機械能不發(fā)生改變圖在小車系中， 同樣選取任意時刻（ 除小球處于最高點和最低點的情況） 進行受力和速度分析（ 如

3、圖， 圖）圖圖小球會受到豎直向下的重力， 不會改變小球的機械能同時小球會受到沿繩方向的拉力對小球的速度進行分解， 可將其分解成圓周切線方向的以及水平向左的； 再對進行分解， 可以將其分解成沿繩方向（ 或反向） 的速度和圓周切線方 年月物理通報物理問題討論向的顯然與是共線的， 因而在的作用方向上會產(chǎn)生位移， 所以對小球做功， 導(dǎo)致機械能發(fā)生變化在小車系中， 除小球處于最高點或最低點的情況下， 任意時刻拉力都會對小球做功 因此小球的機械能時刻發(fā)生變化， 在圓周運動過程中， 機械能不守恒， 說明機械能守恒在不同慣性系中不一定都成立偷換概念分析文獻 中的例題【 題目】 在以速度勻速向右運動的車廂地板上

4、固定一斜面， 斜面傾角為， 斜面高， 底邊長， 斜面頂端有滑塊（ 視為質(zhì)點） ， 其質(zhì)量為， 當時滑塊從靜止開始下滑， 假定斜面和滑塊都是光滑的， 即沒有摩擦阻力， 也略去空氣阻力， 請求證：（） 在車廂系滑塊機械能守恒；（） 在地面系滑塊機械能守恒在對第（） 小問的證明過程中出現(xiàn)了問題， 以下摘自文獻在地面系合外力對滑塊（ 質(zhì)點） 所做功之和為 槡 （）現(xiàn)在我們可以求證滑塊（ 質(zhì)點） 機械能在地面系也守恒 勢能零點仍選在頂端， 如圖所示， 開始時， ， ， 設(shè)滑塊起始時機械能為（） ， 則（）（）（） （）圖如圖所示， 當時， 滑塊滑到底端， 此時動能和勢能分別為（）（） 槡 （）（） 槡

5、（）所以（）（）（） （）圖因而文獻 認為式（） 與式（） 中時的機械能相等， 因此機械能守恒式（） 所表示的是時系統(tǒng)的勢能， 其實應(yīng)該是（） 整個過程中勢能的變化僅僅為滑塊從上滑下過程中減少的重力勢能， 因而式（） 顯然是錯誤的式（） 的表達更像是將式（） 照搬過來， 以此能夠和式（） 中的同類項消去進而得出式（） 的結(jié)論為了得出最終的結(jié)論， 文獻 偷換了概念而若用正確的算法， 算出的最后機械能為（） 與式（） 中時的機械能不相等， 因此也可反駁文獻 的結(jié)論， 正說明機械能守恒在不同的慣性系不一定都成立證明邏輯的錯誤文獻 的兩個例子中， 作者有如下論述：“ 小球在兩端點機械能相等， 說明在期

6、間內(nèi)小球機械能守恒” （ 摘自文獻 中例的證明過程）“ 滑塊機械能在兩端點相等， 即在期間內(nèi)滑塊機械能守恒” （ 摘自文獻 中例的證明過程）在對兩個例題進行分析的過程中， 文獻 只驗證了系統(tǒng)在始末兩個時刻機械能相等， 即認為整個過程中系統(tǒng)的機械能守恒 這樣的邏輯從根本上就是錯誤的， 以偏概全， 這正是物理教學和研究要絕對杜絕的正確的證明過程應(yīng)該是選取在給定時間段中任（ 下轉(zhuǎn)第 頁） 年月物理通報物理問題討論法， 也要從初中物理教學方面想辦法， 要從教材、 學生方面想辦法， 也要從教法、 教師方面想辦法 作為物理教師應(yīng)該時刻關(guān)注和研究這些新問題， 努力幫助學生做好銜接 初高中物理銜接教學并不是一

7、朝一夕就能完成的工作， 需要每一個中學物理教師付出辛勤的汗水 然而由于所學知識以及閱歷的局限性， 并未能夠做到面面俱到， 希望本文能夠引起廣大學者的廣泛關(guān)注參 考 文 獻楊戰(zhàn)梅初高中物理學習銜接障礙分析與對策探討考試周刊， （ ） ： 黃緒學 淺談初中物理探究實驗中的初高中銜接 學科教學， （） ： 高亞飛 對新課程改革下初高中物理銜接策略的探究 中國校外教育， （ ） ： 吳留龍初高中物理教學銜接思考科技信息， （） ： 祁占林初高中物理學習的銜接探討青海師范大學民族師范學院學報， （） ：張其輝 如何做好初高中物理的銜接 考試周刊， （ ） ： 楊毅， 尹國盛， 等大學物理與中學物理在教學

8、內(nèi)容與教學方法上的銜接物理通報， （） ： （ ， ， ， ） ： ， ， ， ， ： ； ；櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆 （ 上接第 頁）意時刻， 若計算得出系統(tǒng)的機械能是一個與無關(guān)的定值， 即說明任意時刻系統(tǒng)的機械能均不變， 則能證明在整個運動過程中機械能是守恒的總結(jié)與反思筆者對“ 重力機械能守恒定律在各慣性系都成了” 一文之中存在的一些錯誤進行了分析文獻 的失誤也引發(fā)了筆者的反思 觀點的錯誤暫且不提， 畢竟大自然之中還有無數(shù)奧秘未解， 任何一個觀點都有可能是錯誤的， 但其中物理研究方法的錯誤卻是有些說不過去了 比如研究整個過程只考慮始末兩個點； 證明一個命題的正確只是舉了兩個例子進行分析， 更有甚者出現(xiàn)了通過偷換概念、牽強附會來達到自己的論證， 這樣不負責任的言論只會混淆視聽謹希望廣大的物理研究者和教育者能夠?qū)ψ约喊l(fā)表的文章負責， 對自己的觀點負責！你們的言論是面向社會的， 足以促使人們思考， 改變?nèi)藗兊牧?希望通過每一個的努力， 能夠盡可能減少誤導(dǎo)大眾的文章出現(xiàn)， 營造一個良好的科研環(huán)境和傳播真理的媒介參 考 文 獻趙文桐， 劉文芳， 劉明成重力機械能守恒定律在各慣性系都成立 物理通報， （） ： 年月物理通報物理教育研究與課程論