正確理解“靜止”，避免應用錯誤

摘 要 本文介紹人教版教材關于“靜止”的不同表述，指出不同表述之間存在的矛盾，并對“靜止”給出正確的理解，同時指出和更正人教版物理必修1中出現的三處錯誤。

關鍵詞 靜止 人教版 物理必修1

“靜止”，是中學物理常用名詞，在人教版物理必修1中多次用到。筆者在使用人教版物理必修1教學過程中，發現有三處的“靜止”，存在應用錯誤。本文從“靜止”的來源出發，探尋產生應用錯誤的根源，給出“靜止”的正確理解，同時指出人教版物理必修1的三處錯誤并加以更正。或許筆者的理解還不到位，權當是拋磚引玉，激發大家參與討論，促進物理教學健康發展。

一、“靜止”溯源

筆者查閱了人教版初中和高中物理教材，沒有給“靜止”下一個明確的定義，但人教版物理教材關于“靜止”的表述有三處。

第一處在人教版物理八年級上冊第一章第2節：“人們判斷物體的運動和靜止，總要選取某一物體作為標準。如果一個物體的位置相對于這個標準發生了變化，就說它是運動的；如果沒有變化，就說它是靜止的。這個作為標準的物體叫參照物”。

第二處在人教版物理必修1第四章第1節：“一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態，這就是牛頓第一定律”。

第三處在人教版物理必修1第四章第7節：“如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態，我們就說這個物體處于平衡狀態。牛頓第二定律告訴我們，當物體所受合力為0時，加速度為0，物體將保持靜止或勻速直線運動狀態”。

二、“靜止”分析

關于“靜止”的三處表述，筆者有如下分析：

1、第一處靜止的表述可以看出，靜止是位置“沒有變化”，說明與之對應的是某一時間，描述的是一個過程，而不是一個狀態。且在這個過程中，位移為0，從而得出速度為0；根據加速度的定義，還可以推出加速度為0。

2、第二處靜止的表述可以看出，靜止是一種“狀態”， 即靜止狀態，而不是一個過程，與之對應的是某一時刻。對于一個狀態而言，由于對應一個時刻，因此只可以得出速度為0，而不能推出加速度為0。

3、第三處靜止的表述可以看出，靜止是一種“平衡狀態”，對應的是某一個時刻，此時刻速度為0。物體處于平衡狀態，即受到合力為0，由牛頓第二定律可得加速度為0。

4、從以上分析可以發現，第一處靜止的表述，說明靜止是一個過程，而第二處和第三處靜止的表述，說明靜止是一個狀態，過程與狀態，相互矛盾，隱含邏輯沖突，從而造成很多中學物理老師對靜止理解出現混亂。

5、假如認可“靜止”是表示過程，則就對應一段時間，而在力學中所說的“狀態”，又是對應一個時刻，則“靜止狀態”就是同時對應一段時間和一個時刻，顯然“靜止狀態”不適合組成一個新的名詞，因為名詞內部就存在邏輯矛盾！若這樣，人教版翻譯的“牛頓第一定律”也就存在表述不當，這影響就大了！

6、為了使認識順暢，能否把“靜止”分為“靜止狀態”和“靜止過程”，并根據上下文含義，有時的靜止理解為靜止狀態，有時的靜止理解為靜止過程。這樣處理好像解決了一些邏輯問題，但會產生新的邏輯錯誤！因為靜止時，物體的位置沒有變化，而過程對應位置改變，沒有位置變化，何來過程？沒有過程，又為何有“靜止過程”呢？顯然，靜止過程也會形成新的邏輯錯誤。

三、“靜止”正解

通過以上分析，筆者認為，“靜止”的正確理解如下：

1、在力學中，“靜止”是一個狀態，而不是一個過程。若要表述一段時間物體處于靜止狀態，不能說這一段時間物體處于靜止過程，而只能說這一段時間物體保持靜止狀態。

2、“靜止”，即為“靜止狀態”，是一種平衡狀態，其特征為瞬時速度為0和瞬時加速度為0。若只有瞬時速度為0而瞬時加速度不為0，不能稱為靜止狀態。

四、“靜止”應用

筆者任教高中物理18年，多次翻閱人教版物理必修1，發現三處“靜止”應用錯誤，現對其進行分析并加以更正。

錯誤1、第一章第4節問題與練習第3題：圖1.4-13是甲、乙兩個物體運動的v-t圖象，至少從以下三個方面分別說明它們的速度是怎樣變化的。

（1）物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？

（2）速度的大小是否變化？是加速還是減速？

（3）運動的方向是否變化？

分析：從圖乙可以看出，乙物體的初始時刻，瞬時速度為0，但瞬時加速度大于0，因此不滿足靜止的特征：瞬時速度為0和瞬時加速度也為0，故乙物體不是從靜止開始運動。

更正：為了保持習題考查目的不變，此題第（1）問修改如下：（1）物體的初速度是否為0？這樣修改后，題目簡潔準確，更加有利于達到考查目的，也避免學生對“靜止”產生錯誤理解。

錯誤2、第二章第2節問題與練習第4題：物體由靜止開始做加速度為1m/s2的勻加速直線運動，4s后加速度大小變為0.5m/s2，方向仍然與原來相同。請作出它在8s內的v-t圖象。

分析：“物體由靜止開始”，而“靜止”就是指同一時刻，瞬時速度為0和瞬時加速度為0，而后面的運動是“加速度為1m/s2”，因此開始和中間過程加速度不同，所以不能稱為勻加速直線運動，顯然題目表述出現邏輯矛盾。

更正：為了保持習題考查目的不變，題目修改如下：把“物體由靜止開始做加速度為1m/s2的勻加速直線運動”修改為“物體由初速度為0開始做加速度為1m/s2的勻加速直線運動”。這樣表述，整個過程都是加速度為1m/s2的直線運動，這樣才可以稱為勻加速直線運動。通過這樣修改，使習題邏輯順暢而嚴謹。

錯誤3、第二章第5節：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。

分析：“物體只在重力作用下”，則物體受到的合力為mg，根據牛頓第二定律，可以得出物體的加速為g，g不等于0；“從靜止開始下落”，靜止是指同時滿足瞬時速度為0和瞬時加速度為0。若滿足只受重力，加速度就為g；若滿足靜止，加速度就為0，顯然，自由落體運動的定義，表述本身出現邏輯矛盾。

更正：作為教材重要概念的定義，出現文字表述邏輯錯誤實屬不該，為了克服這種前后矛盾，自由落體運動的定義修改如下：物體只在重力作用下從初速度為0開始下落的運動，叫做自由落體運動。

古人云：“善疑者，不疑人之所疑，而疑人之所不疑”。中學物理教師，不但要善于引導學生質疑，而且也要鼓勵自己敢于向權威質疑。通過質疑，引發分析，通過分析，得以釋疑，從而使自己的物理專業素養不斷提升！

參考文獻：

1 人民教育出版社.物理1必修[M].北京：人民教育出版社 2010年第3版.

2 人民教育出版社.物理八年級上冊[M].北京：人民教育出版社 2012：17.

作者簡介：

董友軍（1976年5月），湖南省衡陽市人，湖南師范大學物理系本科畢業。獲汕頭市第七屆中小學青年教師教學基本功比賽高中物理組課堂教學第1名。在《物理教師》《中學物理教學參考》《物理教學》《物理教學探討》《中學物理》《湖南中學物理》等刊物發表論文38篇。廣州出版社《突破與跨越 物理》編委。市級課題主持人，省級課題成員。