第27章 学会思考

作品:《她与时代共腾飞

    “有。”李雪梅直视着他的眼睛,手心全是汗,但声音没有抖,“居里夫人是女的,吴健雄也是女的,她们物理学得比谁都好。”


    “呵。”赵强轻笑一声,“你知道全中国有几个吴健雄?你知道我中考物理多少分吗?”


    “我不知道你考多少分。”李雪梅指了指自己的头,“但我知道,脑子长在头盖骨里,不分男女。能不能学好,看的是这里用不用、怎么用,不是看性别。”


    赵强涨红了脸,可还不等他反驳,张建国就先一步鼓掌。


    “你叫什么名字?”


    “李雪梅。”


    “行,李雪梅。”张建国点点头,“嘴皮子挺利索,说的也挺对,但物理不是靠嘴说的。”


    他指了指黑板,又望向赵强:“这学期,我等着看你们两个的表现。”


    赵强:“好!”


    李雪梅:“好的,老师。”


    李雪梅觉得这一中就像个擂台,每个人都要上来掂量掂量,竞争更是无处不在。


    张建国转身走回讲台,拿起粉笔画了一个斜面,斜面顶端静止释放一个木块。


    “这是你们初中就学过的,物体从斜面下滑。告诉我,它受到几个力?”


    不少学生回答:“两个!重力和支持力!”


    张建国不说话,又在斜面上画了一个粗糙的表面。


    “现在呢?”


    一些学生犹豫了:“三……三个?多了个摩擦力?”


    “方向呢?”张建国追问,“摩擦力朝哪?”


    教室里有嗡嗡的讨论声,有人说完向上,有人说沿斜面向下。


    李雪梅看着那个斜面,她想起了背草药向上爬时,脚下那种向后滑的力,那力是阻止她向上的……


    “老师,”李雪梅回答道,“如果木块是向下滑,摩擦力沿斜面向上。如果木块被推着向上滑,摩擦力就沿斜面向下。”


    张建国不置可否,继续画图。


    “那如果,斜面是光滑的,我用一个水平的力推着这个木块,让它沿斜面匀速上升呢?这个水平力,该怎么分解?它和重力、支持力,又是什么关系?”


    他画出了力的分解图,但故意空出了几个箭头和角度。


    “这才是高中物理。”张建国敲敲黑板,“初中你们背‘光滑斜面不受摩擦力’。高中我要你们从‘是什么’想到‘为什么’,再想到‘怎么变’。脑子里不能只有一个静止的图,要有一个能转起来的模型。”


    他伸手点了点李雪梅:“你,上来,把这两个空给我甜出来。”


    李雪梅的心脏猛地一跳。


    她能感觉到后背渗出细密的汗,但更多的是一种兴奋。


    她走上讲台,从张建国手里接过粉笔。粉笔灰沾在她粗糙的指尖,有些滑。


    她没有立刻画,而是盯着那个分解图开始思考。


    光滑斜面。


    水平推力。


    匀速上升。


    关键词在她脑中碰撞并重组。


    匀速意味着合力为零。这是牛顿第一定律,是初中就学过的,但在这里,它成了打开一切的钥匙。


    水平推力说明这个力不是沿着斜面方向。它必须被分解,一个分力沿着斜面向上,去抵消重力向下的那个分力,因为要匀速上升;另一个分力垂直于斜面,它会改变木块对斜面的压力,从而改变支持力的大小。


    她想起了自己推车,有时得用一股歪着的劲儿去推车,才能让车沿着轨道走直。那股歪劲儿,就得拆成顺着轨道的和顶着轨道的。


    粉笔终于落向黑板。


    她做的第一件事,是在重力G的箭头上,轻轻画了一条平行于斜面的虚线,和一条垂直于斜面的虚线。


    “力的分解。”她声音有点干,但很清晰,“重力,分解为沿斜面向下的分力G1,和垂直于斜面的分力G2。”


    然后,她在水平推力F的箭头上,也画了同样的两条虚线。


    “水平推力F,分解为沿斜面向上的分力F1,和垂直于斜面的分力F2。”


    做完这些,她才转向那两个真正的“空”——张建国故意没画的,是支持力N,以及可能存在的合力为0的平衡条件标识。


    她先在木块与斜面接触点,画了一个垂直于斜面向上的箭头,标上“N”。


    “支持力,垂直于斜面向上。”


    接着,她在图旁边写下:


    “因为匀速运动,所以合力为零。”


    “沿斜面方向:F1= G1。”


    “垂直于斜面方向:N+ F2= G2。”


    写完后,她退后半步,看着自己的图示和等式。清晰,简洁,每一步都踩在“为什么”上。


    教室里鸦雀无声。


    张建国一直抱着手臂,靠在讲台边看着。镜片后的目光刮过她写下的每一个字,画出的每一条线。


    他走到黑板前,用粉笔头敲了敲她写下的“F1= G1”。


    “为什么是等于?”他的声音听不出情绪。


    “因为匀速。如果不等,就会有加速度,物体就会变速。”李雪梅回答。


    “你怎么知道F1是沿斜面向上?”


    “因为……因为题目说‘沿斜面匀速上升’。推力要抵消重力下滑的分力,还要让它往上走,所以它的斜面分力必须是向上的。”


    “那F2呢?这个垂直于斜面的分力,有什么后果?”


    李雪梅顿了顿,意识到这才是关键陷阱。


    “它……会增加木块对斜面的压力。所以,支持力N不再等于G2,而是等于G2减去F2。”她迅速看了一眼自己的等式,修正道,“不,是N= G2- F2?不对……”


    她卡住了,力的方向在脑子里打架。


    张建国嘴角极轻微地动了一下,不是笑,更像是一种确认。


    他没说话,拿起另一支粉笔,在李雪梅画的F2虚线上,画了一个反向的、等大的箭头,从斜面指向木块。


    “F2,是推力在垂直斜面方向的分力,它的效果是把木块往斜面里压吗?”


    李雪梅看着那个反向箭头,顿时反应过来。


    “不!不是压!是……是抵消一部分压力!它和G2的方向相反!所以……N= G2- F2是错的!”


    她拿起板擦,擦掉那个等式,快速重写:


    “垂直于斜面方向:N+ F2= G2…不对,力的方向……是N= G2+ F2?还是……”


    她再次陷入混乱。


    垂直于斜面的力有三个:G2向下,F2……水平推力的垂直分力,方向呢?她画的F2虚线是斜向下的,但那是分力的方向,它对斜面的效果……


    “停。”张建国开口。


    李雪梅的手僵在半空,脸上因为努力思考和当众出错的窘迫而发烫。


    张建国没看她,而是面向全班。


    “看明白了吗?”他的声音依然干涩,但语速放慢了,“这就是高中物理和初中物理的区别。初中,你们背‘支持力等于压力’。高中,我要你们知道,支持力到底等于什么,得看情况,得看有没有别的力在垂直方向掺和一脚。”


    他用粉笔重重地点在李雪梅画的F2分力上。


    “这个力,它垂直于斜面,但它不是重力,不直接压斜面。它的存在,改变了重力对斜面的压迫效果。所以,支持力N,等于重力垂直分力G2,加上这个F2吗?”


    他停顿,扫视全班。


    “不对。因为F2的方向,是斜向木块内部的。它对斜面的效果,是减轻了木块对斜面的压迫。所以,正确的受力平衡是:N= G2- F2。”


    他在黑板上写下最终的等式。


    “李雪梅,”张建国这才转向她,第一次叫了她的名字,“你第一步的理解是对的。你的思路,是从‘运动状态’反推‘受力条件’,这是高中物理的核心思想。但你卡在了最后一步,卡在了对‘力对接触面效果’的理解上。”


    他的评价冷酷而精确,没有表扬,也没有额外的批评,只是陈述事实。


    “这说明两件事。第一,你的脑子确实在转,不是死记硬背。第二,你的基础不牢,对力的相互作用本质,理解还浮在表面。”


    他放下粉笔,拍了拍手上的灰。


    “下去吧。”


    李雪梅走回座位,手心里全是冷汗,但心脏却在狂跳。


    不是因为羞耻,而是因为一种前所未有的清明。


    张建国那番话,把她脑子里模糊的一团知识凿开了一道缝,光透了进来。


    她刚才错的,不是公式,而是对“力”到底在“对谁干什么”的理解。


    张建国走回讲台,目光再次扫过全班,最后掠过李雪梅。


    “刚才李雪梅同学犯的错,你们可能都会犯,这不可怕。可怕的是,你们不知道自己为什么错,或者根本不知道自己错了。”


    他敲敲黑板上的图。


    “从今天起,忘掉初中那套‘看见什么背什么’的东西。在这里,每一个力,你都要问自己三个问题:谁给的?给谁的?想让它干嘛?答不出来,你就没资格画这个箭头。”


    “现在,翻开课本第一章。我们从头开始,讲力。”


    这一次,所有同学都听得无比认真,没有人再怀疑什么,也没有人再多话。


    下课铃响时,张建国将粉笔放回粉笔盒,走出教室。


    李雪梅看着黑板上斑驳的图示和公式,第一次觉得,那些冰冷的线条和字母,仿佛有了温度。


    她突然理解了妈妈的话。


    这种,就是有本事的人。


    他们不一定脾气好,不一定会和颜悦色地给你讲道理,但他们真的懂,逻辑清晰,脑子里有东西。