我们曾多次强调过,在中小学教学中,师生都要重视人手一册的课本,因为我们要教、要学的知识都在课本上有科学系统的讲述,切不可丢开课本去重视哪些什么教材全解、教材帮之类的课外资料。但是,就是人教版课本以及配套教师教学用书(简称教参)也有不足之处甚至错误之处,我们是要重视这些教材,但还要有一双善于辨别对错的慧眼,尤其是教师要及时发现其中的不足和错误并及时给以纠正。今天,我们就再通过具体例子来认识一些可能出现的错误,以便于今后尽可能的避免这些错误。
首先提供一篇曾发表在《物理教师》1995年第6期上的短文:
常量G减小时,月球轨道半径r也将减小吗?
山西省浑源中学(037400) 贾培清
高中物理课本有过这样一道习题:“在研究宇宙发展、演变的领域中,有一种理论认为引力常量G在缓慢地减小。如果确实是这样,请你设想一下,很久很久以前在太阳系中月球的轨道、地球公转的轨道以及其他一些与引力有关的方面与现在有哪些不同?”关于这道题,在当时配套的人教版教学参考书中运用式子、引力势能式子以及机械能守恒定律进行了定量推导,并得出结论:常量G减小,月球、地球公转的轨道半径r也将减小。关于上述参考书中给出的解答及结论,笔者不敢苟同。首先,中学阶段不学习引力势能的表达式,所以在中学物理范围内解答课本上这道题不宜运用式子 。其次,常量G缓慢减小,将直接导致天体系统引力势能Ep增加,因而此时天体系机械能E也将随着缓慢增加,但在参考书的推导中仍认为天体系机械能E守恒,所以得出的结论是不可信的。其实,对于课本上这道题,编题者不过是希望学生运用已学过的万有引力定律、圆周运动、离心运动等知识进行粗浅的解答。笔者认为可以这样给学生进行分析:如果常量G在缓慢地减小,则天体间的万有引力也将缓慢减小,于是月球、地球所受的引力将不足以提供维持它们作匀速圆周运动所需的向心力,因而月球、地球在运转过程中要缓慢地远离圆心,即它们运转的轨道半径r将随G减小而增大,在此过程中,引力将做负功,月球、地球的运转速度将缓慢减小,它们的运转周期将增大。总之,如果引力常量G在缓慢地减小,那么从很久很久以前到现在,宇宙中天体间的距离增大了,运转周期也增大了,也就是宇宙中的天体在缓慢地膨胀着。通过上边的分析我们看到,就是配套的教师教学用书,在解答课本上的练习题时也可能出错,现在铺天盖地的课外资料和网络上又会有多少错误呢?我们不小心谨慎能行吗?实际上,只要我们扎扎实实地掌握了课本上的基础知识,学会思考、学会分析,我们就能避免这些错误,下面我们再提供一些典型试题:例题一.在研究宇宙发展演变的理论中,有一种学说叫做“宇宙膨胀说”,这种学说认为万有引力常量G缓慢地减小。根据这一理论,在很久很久以前,太阳系中地球的公转情况与现在相比
A.公转半径R较大
B.公转周期T较小
C.公转速率v较大
D.公转角速度ω较小
这道题来源于2022届天津市新华中学高三下学期一模物理试题第6题、重庆市忠县拔山中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题第12题、广东省遂溪县第一中学2016-2017学年高二下学期5月月考物理试题第16题……(需要注意的是,网络上有些类似的题目无论是题目的表述还是所配解答都有不妥之处)例题二.小张同学对宇宙演化方面的知识感兴趣,最近阅读了“宇宙膨胀学说”,这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小。根据这一观点,在遥远的将来太阳系中地球的公转情况与现在相比( )
A.公转半径较大
B.公转角速度较大
C.公转速率较大
D.公转加速度较大
这道题来源于2023届上海市宝山区高三上学期期末(一模)物理试题第7题。答案是选A。这里,例题二和例题一的区别主要在于题干中的最够一句话,解题时一定要注重审题。例题三.在研究宇宙发展演变的理论中,有一种说法叫做“宇宙膨胀说”,认为引力常量G在缓慢地减小,试根据这种理论分析现在地球绕太阳公转的轨道半径、周期和速率与很久以前相比变化的情况。
这道题跟前面课本上那道题类似,是一道非选择题,当然同样要注意题目是要求我们分析什么?是将什么时候跟什么时候相比较呢?这道题目的答案是:由于引力常量G在缓慢地减小,导致地球受太阳的引力也缓慢减小,因而现在地球绕太阳公转的轨道半径比很久很久以前要大,由于引力做负功,从很久很久以前到现在,地球公转的速率变小了,而公转周期则变大了。通过上边的例题以及我们的有关分析,可以进一步认识到课本基础知识的重要,可以认识到一字一句读题目、仔细审题的重要。同时,我们还要不断调整自己的思维状态,该变通就变通,以防止僵化、偏激,防止因思维定势而造成错误。
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