定势思维引起的错解例析

杨 杰

(江苏省新海高级中学 江苏 连云港 222006)

1 定势思维的特点

定势思维是指用某种固定的思维模式去分析和解决问题，一旦形成了思维定势，就会不自觉地顺着定势的思维思考问题，类似于物理学上的“惯性”. 积极的思维定势有利于物理概念的形成和对物理规律的理解，而消极的思维定势则会把习惯了的思维模式生搬硬套到新的物理情境中去，从而造成物理问题得不到正确地解决.尤其在高三物理复习中，学生常常受到思维定势的干扰，容易形成知识的负迁移.不少易错问题就是由于这个原因造成的.

本文结合学生复习中的易错问题，剖析易错解法，分析错误原因，探究克服定势思维负面影响的方法，仅供大家参考.

2 定势思维引起的某些错解

【例1】如图1所示，在地面附近同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系O-xyz(z轴正方向竖直向上)，一质量为m,电荷量为q的带正电小球从原点O以速度v0沿x轴正方向出发.下列说法错误的是

图1

A.若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向，小球只能做曲线运动

B.若电场、磁场均沿z轴正方向，小球有可能做匀速圆周运动

C.若电场、磁场分别沿z轴正方向和y轴正方向，小球有可能做匀速直线运动

D.若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向，小球有可能做匀变速曲线运动

易错解法：选项A容易判断，若Eq=mg，小球可能沿x轴匀速直线运动.

对于选项D，假设小球做匀变速曲线运动，则洛伦兹力的大小和方向一定改变，合外力一定变化，加速度不可能不变，与假设不符，即小球不可能做匀变速曲线运动，故选项A，D正确.

错因分析：对小球的受力情况未作分析，依据定势思维，盲目臆断.从小球的受力分析看，若小球做平抛运动，虽然速度大小、方向均在改变，但水平速度v0不变，竖直速度vy与磁场方向平行，对洛伦兹力无影响.所以，小球有可能做匀变速曲线运动.

正确解法：(1)若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向，如图2所示.

图2

沿y轴负方向看xOz平面内小球的受力情况，如图3所示.若Eq=mg，速度与磁场方向平行，小球不受洛伦兹力，可能沿x轴匀速直线运动，故选项A错误.

图3

(2)若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向，如图4所示.

图4

沿x负方向看yOz平面内小球的受力情况，如图5所示；沿y负方向看xOz平面内小球的运动情况，如图6所示.若Eq=mg，则小球在xOz平面内做平抛运动，虽然实际速度不断增加，但水平速度v0不变，竖直速度vy虽然增大，但vy与磁场方向平行，对洛伦兹力无影响.所以，小球有可能做匀变速曲线运动，故选项D正确.

图5 图6

正确答案：A.

图7

图8

可得

在C点，摆球做圆周运动

解得

错因分析：对摆球的运动过程未做分析，定势思维，错误地认为摆线的拉力不做功.仔细分析摆球的运动过程，不难发现，刚开始摆球并不是做圆周运动，而是自由下落.当落到B点时，摆线突然绷紧，速度发生了变化，动能有损失，可以认为摆线绷紧的过程中，拉力做功了.

沿等效重力的方向看，摆球的受力情况和运动情况如图9所示.

图9

A-B过程，摆球自由下落

在B点，摆线突然绷紧，摆球沿摆线方向的分量vy=vBcosθ突然减为零，只剩下沿切线方向的分量

B-C过程,根据动能定理

得

在C点

解得

正确答案：摆球在C点时的速度

此时摆线对球拉力的大小

【例3】如图10所示，一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动，此力F的方向和斜面与水平面的交线平行，如果将力F撤除，下列对物块运动的描述正确的是

A．物块仍沿斜面匀速运动

B．物块沿原方向减速运动

C．物块将做匀变速曲线运动

D．物块将做非匀变速曲线运动

图10

图11

图12

错因分析：对物块受力情况的变化分析不清，依据定势思维，主观地认为撤去力F后摩擦力不变.实际上，撤去力F后，摩擦力的大小不变，但方向是变化的，即合外力也是变化的.所以，物块不可能做匀变速曲线运动.

图13

正确答案：D.

【例4】一倾角为θ=30°的斜劈放在水平地面上，一物块沿斜劈匀速下滑.现给物块施加如图14所示的力F，F与竖直方向夹角为θ′=30°，斜劈仍静止，则此时地面对斜劈的摩擦力

A．大小为零 B．方向水平向右

C．方向水平向左 D．无法判断大小和方向

图14

易错解法：不加外力F时，物块沿斜劈匀速下滑，有

mgsinθ=μmgcosθ

因此物块与斜劈间的动摩擦因数

施加如图所示的力F后，斜劈静止，物块仍匀速下滑.可将物块与斜劈视为整体，力F对整体有水平向左的分力，整体处于平衡状态，则地面对斜劈的摩擦力水平向右，故选项B正确.

错因分析：未对物块进行受力分析，定势思维，盲目地认为施加了力F后物块仍然匀速下滑.通过对物块受力情况的分析不难发现，施加了力F后，物块并不是匀速下滑，不能将物块和斜劈看成整体.

图15

正确解法：施加力F后，物块的受力情况如图15所示.分别以沿斜面向下和垂直斜面向上为x,y轴建立直角坐标系，进行正交分解.在y方向

FN=mgcosθ+Fcosθ+θ′=

在x方向,沿斜面向上的滑动摩擦力

沿斜面向下的合力为

mgsinθ+Fsinθ+θ′=

物块将沿斜劈加速下滑.且

mgsinθ+Fsinθ+θ′-f=ma

解得

所以，不能将物块和斜劈看成整体.只能隔离斜劈，对其进行受力分析，如图16所示.

图16

水平向左的力为

f′cosθ=fcosθ=

水平向右的力为

此时水平方向已经平衡，斜劈相对地面没有运动趋势，所以，地面与斜劈之间没有摩擦力，故选项A正确.

正确答案：A.

3 小结(方法论分析)

通过对以上4道易错问题的分析，不难发现，出现错误的原因，有的是因为概念、方法理解上的缺限，习惯性地将先前片面的知识经验错误地“嫁接”到后继问题中；有的是缺乏严密的分析过程，总想依据所谓“一般性”规律尽快得出结论，进而盲目臆断，形成了定势思维，作出了错误的判断.要克服这种定势思维，就必须从其产生的原因入手，努力引导学生全面细致地分析新旧知识间的相同、相似、相异之处，深刻、准确地理解知识、方法，建立扎实稳固的学习基础.同时，积极启发学生通过细心审题，耐心思考，严格进行受力分析，准确把握运动过程，从原始规律入手，严谨细致地分析、解决问题，培养良好的思维习惯，进而不断摆脱定势思维的消极影响.