浅析《大学物理》计算中常见的三类典型错误

【摘 要】本文列举了学生在学学物理过程中常见的三类典型错误，对错误的原因做了分析，并提出在教学过程中如何帮助学生尽量避免出现这些错误。

【关键词】物理情景；圆周运动；相对运动；半波损失

《大学物理》作为理工类的专业必修公共课，一方面是为学生打好必要的物理基础，另一方面是使学生初步学会科学的思维和研究问题的方法，进而提高解决实际问题的能力，因此该门课程对于初级阶段的理工科学生，具有重要的作用。笔者通过多年的教学实践，发现学生在学习的过程中却经常因为概念模糊、忽略条件、物理过程不清等原因错解题目。现就几种常见的典型错误进行分析。

1 忽略条件，导致的判断出错

例2很好地将基础性物理原理融入当前的新技术领域中，是学生尽早接触现代高新科技的发展脉搏和现代物理的前沿课题，能开阔学生课本知识以外的视野，也能让学生深刻体会科学知识转化为生产力的实际价值和意义[1]。

3 物理过程不清，导致的判断出错

例3 如图2，质量为m的小球，从静止的内壁为半球形的容器边缘A点无初速滑下。设容器的质量为m′，半径为R，不计一切摩擦，当小球滑到容器底部的B点时，求此时容器对小球的支持力多大[2]？

错因分析：这道题求解的思路是对的，但结果是错的，原因在于对小球下滑的运动过程理解的不够透彻。以小球和容器为系统，在小球下滑到B点的过程中，系统在水平方向不受外力作用，虽然小球和容器壁间的作用力（弹力）与反作用力（弹力）都做功，但二者做功代数和始终为0，所以系统在水平方向动量守恒，系统的机械能也守恒，故（1），（2）式都是对的，而且要注意式中v，v′分别表示小球、容器相对地面的速度大小。另外小球沿容器内壁下滑过程中，它相对容器的运动轨迹是个半圆，但由于容器的滑动，相对地面惯性系，它的运动轨迹不再是半圆，在B点的曲率半径ρ≠R。为了列出正确的法向方程，必须求出小球运动轨迹后确定该轨迹上B点的曲率半径，这样计算有一定的难度。能否回避这个难点求出结果？运用正确的物理概念，就可以找到捷径。我们可以选择两个参照系，地面为静止参照系，容器为运动参考系。设小球滑到容器底部时，相对容器速度为v″，由伽利略速度变换就可以求出v″。以容器为参照系，小球的运动轨迹仍为简单的圆。需要注意的是这种解法只能用于计算最底部支持力这一特殊情况。因为容器是非惯性系，相对惯性系的地面在水平方向有向右的加速度，小球因此受到水平向左的惯性力。只有在最底部时，小球法向方向的惯性力分量为0，所以才能列出

例3将牛顿力学、动量和能量以及相对论的基础知识相结合，在简单的物理模型中蕴含丰富的物理规律，无形中锻炼学生的综合分析能力。

由以上分析可知，学生对大学物理中的物理概念、物理规律掌握不牢，理解不透，不能掌握物理的内涵。中学的解题思路在心中根深蒂固，而且习惯了解题时首先考虑用中学的方法。因此在教学中要注意中学物理和大学物理的衔接，强调学生对大学物理中新的物理概念、新的定理、新的定律的理解和应用，加强学生对相关习题的理解和训练。让学生通过大学物理的学习，不仅可以掌握物理概念、定律、方法和解题技巧，更重要的是可以提高学生用物理方法分析问题和解决问题的能力。

【参考文献】

[1]赵近芳.大学物理学[M].北京：北京邮电大学出版社，2008.

[2]马文蔚.物理学.上册[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]胡在铭.大学物理方法学习导论[M].南京：东南大学出版社，1995.