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摘 要 : 本人根据动能定理应用的相关练习在课堂教学中即时生成的问题，敏锐觉察到学生对 动能定理参考系选择只是习惯性选择地面进行求解，但并没有深刻认识到运用动能定理需要选择 同一惯性参考系的原因.为此，本文从动能定理的推导重新阐述需要选择同一惯性参考系的逻辑理由，并且让学生开阔视野，提升物理学习兴趣，让学生了解了在非惯性系下应用动能定理解决问题的方法，提升学生的物理学科素养.
关键词 : 动能定理,惯性参考系,惯性力
动能定理 W合 = Ek2 -Ek1 是高中物理非常重要 的物理规律，其应用也非常广泛，不仅能够处理直线 运动和曲线运动问题，还能够处理恒力和变力做功 问题，是能量观点处理问题的核心定律之一.在教学 中，要让学生不断深刻认识和掌握动能定理.课堂教学中，有这样一道例题 :
( 多选) 如图 1 所示，质量为 M 的木块静止在光 滑的水平面上，质量为 m 的子弹以速度 v0 沿水平方 向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度 v 运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为 L，子弹进入木块的深度为S.若木块对子弹的阻力F 视为恒定，则下列关系式中正确的是( ) .
的学生 A 提出了自己的困惑: “我认同这个答案，我 自己也是这么解答本题的，但在判断 B、C 的 FS 我 还有另外一个思路，为什么不能够以木块为参考系 进行解答? 如果以木块为参考系，研究子弹，子弹的位移恰好为 S，阻力 F 做功为-FS，子弹相对木块的初动能为1/2mv0(2) ，子弹和木块共速，即子弹相对木块的末速度为 0.末动能为 0.根据动能定理 : -FS =- 1/2mv0(2) ，即这样得出 B 应该是正确的，但显然和正确的 C 答案相矛盾，老师，这是为什么? ”
这是个课堂即时生成的问题，显然暴露出学生 对动能定理参考系还没有深刻认识而产生了困惑. 我针对学生这个问题，从下面两个方面对学生进行再解答 :
( 1) 动能定理 W合 = Ek2 -Ek1表达式在课堂已由 同学们结合牛顿第二定律和运动学关系进行了推 导，因为牛顿第二定律及相应的运动学关系需要在 惯性参考系下应用，因此，推导出的动能定理，需要 继承惯性参考系下这个成立条件，即动能定理 W合 = Ek2 -Ek1 中涉及的位移、速度等物理量不仅需要 相对同一参考系，而且必须是相对同一惯性参考系. 因为本题的速度 v0 和 v 显然是相对地面惯性参考 系而言的，必然要求力做功的位移也是相对地面惯 性参考系的位移，即本题需要选择地面惯性参考系来应用动能定理进行正确解答.
但学生 A 提出以木块为参考系，分析出子弹的位移为 S，阻力 F 做功为-FS，子弹相对木块的初动能为1/2mv0(2) ，末动能为 0.对木块参考系，这些量的分析都是正确的.但要注意到木块相对地面是有加速 度，并且加速度大小为 a = F/M，方向向右.显然木 块参考系不是惯性参考系，违反了动能定理 W合 = Ek2 -Ek1必须相对同一惯性参考系的原则，自然按 此解答的结果也是错误的，对高中学生来说明白这个道理就可以了.
(2) 为让学生开阔视野，提升对物理的兴趣.我进一步告诉学生，如果运用动能定理去求解 B、C 的 FS 表达式，选择一个非惯性参考系进行也是可以的 ( 已知非惯性系相对惯性系的加速度为 a) ，但是要对 非惯性参考系下的质量为 m 的研究对象在原来受力分 析的基础上增加一个假想的大小为 ma 的惯性力，惯性 力方向和加速度 a 相反(假想的惯性力没有反作用 力) ，再根据动能定理 W合 = Ek2 -Ek1 中涉及的位移、速 度等物理量相对该非惯性参考系进行计算求解:
木块相对地面有向右的加速度 a = F/M ①
以木块为参考系，子弹从进入木块到相对静止，子弹受到向左的阻力 F 和惯性力 ma
参考文献 :
[1]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教 材研究所.普通高中教科书·物理[M].北京:人民教育出版社，2019 .
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