对一个“击棋”实验的商榷

欧阳光 魏延博

（永吉县教育局 吉林 吉林 132200）

近日，笔者听了某高中的6节教学竞赛课，在一节“牛顿第一定律”的物理课上，授课教师做了一个师生互动的精彩实验，并博得了在场师生的热烈掌声.我们认为，这个实验颇有哗众取宠之嫌，尚有误用谬解之疑，甚为不妥，值得商榷.

1 实验回顾

实验器材：中国象棋，直尺.

实验过程：

图1

（1）学生操作.首先，教师在讲桌上，将6枚棋子竖直地摞起来.然后提出实验要求，即用一把长直尺沿桌面快速击打下面的棋子，观察会发生什么现象，见图1.

随后一名学生走上前来进行操作，虽然最下面的棋子被打出去，但上面的掉下来，中间的歪歪扭扭，几乎倾倒，实验现象不够理想.之后，又请来一名学生进行实验操作，现象仍不能令人满意，于是教师亲自操作.

（2）教师操作.教师重新将6枚棋子摞好，啪、啪、啪三下，下面的棋子相继飞出，而上面剩下的棋子几乎纹丝不动，实验干净利落，顿时全场响起了热烈的掌声.

（3）现象解释.接下来教师对实验现象进行如下解释：最下面的棋子受到力的作用，状态发生改变飞了出去，而上面的棋子不受力，仍保持原来的静止状态.

2 问题质疑

首先，这种解释是否合理.的确，最下面的棋子在水平方向受到外力的作用，状态发生改变飞了出去，难道上面剩下的5枚棋子的下表面不会受到最下面棋子给它的摩擦力吗？实际上，它一定受到滑动摩擦力的作用，力是改变物体运动状态的原因，为何师生的实验现象却不同？或许有人会说摩擦力可以忽略不计，倘若如此，那么为什么学生做实验时，上面那些棋子就不守“规矩”？两者受力情况都是相同的，是实验现象会因人而异，还是惯性与力的作用时间有关？力是改变运动状态的原因，教师如此解释怎能令人信服，又如何自圆其说.这样岂不旧惑未解，又生新疑.

其次，实验运用是否恰当.这一实验能否用来说明物体的惯性？大家知道，惯性是物体固有的属性，惯性的表现为：物体不受外力或所受的合外力为零时，保持匀速直线运动状态或静止状态；物体受到外力时，物体运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体的运动状态越难改变，而质量又是物体惯性大小的唯一量度.那么无论击打下面棋子的速度如何，当它飞出时，上面剩余的棋子受到的摩擦力和质量都相同，惯性大小并未改变，然而师生的实验现象却不同，作何解释，难道质量不是物体惯性大小的唯一量度，惯性是否还与时间有关？所以，该实验运用得是否恰当值得怀疑.

3 笔者观点

第一，解释实属错误.教师对下面棋子飞出去的解释是正确的，对上面剩余棋子不动的解释是欠妥的.因为，无论是学生实验，还是教师实验，上面剩余棋子所受的滑动摩擦力相同，并且它们的质量也是相同的，实验现象理应相同才对，可事实并非如此，怎能用来说明惯性.其实，实验现象不同的根本原因，是它们所受的合外力的冲量不同，从而导致其动量变化不同.

第二，实验纯是误用.由上面分析可知，该实验无法说明物体的惯性，但它可以说明力对时间的积累效应.合外力的冲量等于动量的增量，当击打下面的棋子使它飞出时，上面剩余的棋子受到的合外力等于摩擦力f且相同，质量M 也相同，由动量定理ft＝Mv 可知，t越小，则v越小.可见，用该实验解释惯性实属错误，而说明动量定理则更为恰当.

伏尔泰说，“怀疑不是一种愉快的精神状态，但深信不疑却是一件荒谬的事”，这就是说，对事物时时产生怀疑是生活的常理，深信不疑是悖理的.

哗众取宠不可取，运用精当最为妙，以上观点当否，愿请同仁赐教.