技工学校《物理》课教学中学生运用物理公式解题常见错误分析

文/王会军

摘 要：在物理课中有大量的物理公式，学生在运用这些物理公式分析、解决实际问题时，常常不加分析地乱套公式，结果得出错误结论。本文根据教学过程中学生在解题时经常出现的错误，结合典型例题，从六个方面进行了总结分析，以期引起师生的注意。

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关键词 ：物理课 物理公式 解题 错误分析

在物理学中，需要用到大量的物理公式。物理公式教学是物理课教学过程中的关键一环。做好物理公式的教学，对于学生正确认识和掌握物理规律以及运用物理规律来解决实际问题都是十分重要的。在技工学校物理课教学中，学生在运用这些公式进行解题时会出现各种各样的错误。现笔者就教学过程中学生经常出现的问题加以分析，以期引起师生的注意，并在今后的物理课教学中加以重视。

一、不理解物理公式适用范围和条件，死记硬背乱套公式

物理公式是对物理规律的定量描述，每个公式都有各自的适用范围和成立条件，若超出了这个范围或条件，公式可能是不成立的。弄清公式的使用范围和成立条件，对于能否正确利用公式来解决物理问题非常重要。如果忽视这一点而乱套用公式，必然会得出错误的结果。

例题：某汽车从甲地开往乙地的速度是30 km/h，从乙地开往丙地的速度是60 km/h。已知甲、乙、丙三地依次在同一直线上，而且乙位于甲至丙的中点（汽车在乙地停留的时间忽略不计）。求汽车从甲地至丙地的平均速度。

有学生这样解题：

这个结果显然是错误的。错误的原因：一是有可能把平均速度理解为“速度的平均值”；二是不理解平均速度

正确的解法如下。

解：设甲地至乙地的位移为s，则从甲地至丙地的位移为2s，汽车从甲地至丙地所花的时间t=t1+t2，则汽车的平均速度为：

二、不清楚物理公式中各物理量的单位，盲目套用公式

在物理公式中，对每个物理量的单位都是有要求的，在代入数值进行计算时，必须按规定的单位代入，否则就会得出错误的计算结果。有些公式当某一物理量的单位改变时，就不再成立了。

例如在匀速圆周运动一节中，有关于角速度与转速之间的关系公式。该公式对机械加工专业学生很有用处，因为在工程技术实践中，常用转速来描述匀速圆周运动。式中为物体运动的角速度，单位是弧度∕秒（rad∕s）；n是转速，即物体每分钟转过的转数；单位是转∕分（r∕min）。在这个公式中，虽然转速n的单位是转∕分（r∕min），不是国际单位制单位，但如果不是这个单位，该公式就不成立。

例题：电动机带轮的转速为2r∕s，带轮上一点到转轴的距离为10cm。求带轮转动的角速度和该点的线速度。

有学生直接套用公式得

这个结果肯定是错误的。原因是没有弄清楚公式中各物理量的单位，盲目套用公式所致。

正确的解法应是：

三、不注意物理公式中各物理量的正、负号所表示的意义，盲目套用公式

在运用物理公式解题的过程中，经常会遇到物理量正、负号问题。在物理学中，正、负号依不同情况都有特定的物理意义。

一是正、负号可以表示物理量的方向，如力、速度、动量、电流等。当物理量为负值时，表示物理量的方向与参考方向相反。

二是正、负号可以表示某种意义相反的性质。如功有正负之分，正功表示外力对物体做功，作用力起动力作用，而负功表示物体克服阻力做功，作用力起阻力作用；加速度为正时表示质点做加速运动，加速度为负时表示质点做减速运动；又如，点电荷之间的作用力为正时表示作用力是排斥力，作用力为负时表示作用力是吸引力等。

三是正、负号可以表示某一些物理量相对于某一参考点的大小，如重力势能、电位、摄氏温标等。这一类物理量都是标量，在它们前面冠以正、负号并不是表示方向上的意义，它们的量值大小只具有相对的意义，是相对于参考点而言的，正、负号在运算过程中不可随意舍去。如说明A点电位比B点低3V。

由于涉及正、负号的物理量和运算公式众多，学生在做物理题时不注意正、负号所表示的意义而盲目套用公式解题，很容易出现错误。

例题： 10kg的物体以10m/s的速度做匀速直线运动，在受到一个恒力作用4.0s后，速度方向变为反方向，速度大小变为2.0m/s。物体受到的恒力多大？方向如何？

有学生直接套用公式Ft=mV2-mV1得

所以，物体受到的恒力为20 N，方向与初速方向相反。

粗略看来，解题过程好像没什么问题，但这个结果却是错误的，原因就在于没有注意物理量的正、负号。

正确的解法如下：

以初速方向为参考方向，则V1=10 m/s，V2=-2.0 m/s，代入公式Ft=mV2-mV1得

所以，物体受到的恒力为30 N，方向与初速方向相反。

四、不清楚物理公式的来历，对物理定律和公式盲目做不合理的推定，凭想当然“制造”出新公式

例题：已知R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，求三个电阻并联时的总电阻。

有学生解法如下：

类似的错误譬如三个电容器串联时总电容的计算等。

五、把物理题当做数学题来做，不分析物理过程，盲目套用公式

例题：速度为10m/s的汽车在水平路面上前进，发现前方有障碍物开始刹车，并以a=-0.2m/作减速运动。问在刹车后1min内汽车前进了多少路程？学生很容易做下述处理：

表面上看，解题过程中所用公式、代入数字及计算都无误，但这个结果却是错误的。

因为无论多么简单的问题，都不能乱套公式，也不能把物理题当作数学题去做，必须首先分析清楚物理过程，然后再利用物理公式进行解题。

在此题中，汽车刹车后可能不需要1min（60s）就静止了，即速度变为零了。所以首先应求得汽车从减小到零所需的时间。

代入vt=v0+at求得t=50s

然后，再将t=50s代入求得：s=250(m)

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参考文献：

[1]唐义方等.物理[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 1999.

[2]冯慎维等.技工学校物理课教学参考书[M].北京：中国劳动社会保障出版社,1991.

（作者单位：三门峡市高级技工学校）