《十七岁的第三种笼子》墨影刀

10、第十章

　　物理实验室里弥漫着一股特有的金属、橡胶和淡淡机油混合的气味。时值隆冬，为了抵御从窗户缝隙钻进来的寒气，教室门窗紧闭，这使得空气更加浑浊，也使得讲台上那台老式投影仪风扇的嗡鸣声显得格外清晰。

　　光线被厚重的窗帘隔绝在外，只有投影仪射出的一道惨白光束，打在悬挂着的幕布上，上面清晰地映照出本章的核心内容——动能定理的公式：W = ΔEk = ½mv₂² - ½mv₁²。那简洁而冰冷的数学表达式，在昏暗的光线下，仿佛蕴含着宇宙间某种无情而绝对的真理。

　　陈默坐在实验室中排靠右的位置，手边是摊开的笔记本和刚刚发下来的、墨迹未干的课堂练习卷。他的坐姿有些僵硬，仿佛每一寸肌肉都在抵抗着地心引力，试图将他拉向沉睡的深渊。

　　昨晚，又是一次与“玥”的深夜长谈。这一次，他们没有讨论艰深的哲学，而是分享了对几首独立音乐的感受，从声音碎片乐队的《情歌而已》谈到Radiohead的《Creep》，探讨着音乐中传递的疏离感与个体挣扎。

　　谈话的氛围比讨论尼采时轻松，结束时也已近凌晨一点。此刻，那被透支的睡眠，如同沉重的湿棉被，紧紧包裹着他的大脑，让他的思维变得粘滞而迟缓。

　　“同学们，今天我们深入理解动能定理。”物理老师，一位姓刘的中年男子，声音洪亮，带着一种不容置疑的权威感。他用手里的激光笔，红色的光点在幕布的公式上跳跃，“记住，合外力对物体所做的功，等于物体动能的变化量。这是能量守恒在力学中的具体体现，是贯穿整个力学体系的金钥匙！”

　　刘老师开始讲解例题。一个质量为m的木块，在粗糙水平面上，以初速度v₁开始滑行，受到恒定摩擦力f，求滑行距离s后速度v₂变为多少。他一边讲解，一边在黑板上写下清晰的步骤：根据动能定理，合外力做功只有摩擦力做负功，即 -f·s = ½mv₂² - ½mv₁²，然后移项，求解v₂。

　　步骤清晰，逻辑严密。陈默努力地睁大眼睛，试图将老师的每一句话、黑板上的每一个符号都刻进脑子里。他理解这个定理，至少在理论层面。功是力在空间上的积累效应，动能是物体因运动而具有的能量，定理将它们联系起来，多么简洁，多么美妙。然而，理解是一回事，将其顺畅地应用于解题，则是另一回事，尤其是在他当前这种精神状态下。

　　“好了，理论就讲到这里。现在，我们来做一道随堂练习，巩固一下。”刘老师拍了拍手上的粉笔灰，目光扫过全班，“题目就在你们手上的卷子上，第一题。给大家十分钟时间。”

　　实验室里立刻响起一片窸窸窣窣的声音，同学们纷纷拿起笔，低下头，开始演算。

　　陈默深吸一口气，强迫自己将注意力集中到卷面上。练习题的场景与例题类似，但数据更加复杂：一个质量m=2kg的物体，以v₁=5m/s的初速度冲上倾角为30°的斜面，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.2，斜面长度L=4m，求物体到达斜面顶端时的速度v₂。

　　他拿起笔，在草稿纸上写下“已知”条件。笔尖有些滞涩。首先，需要分析受力。物体受到重力mg，斜面对它的支持力N，以及沿斜面向下的摩擦力f。摩擦力f = μN。而N = mg·cos30°。

　　这些步骤，在平时他应该能迅速完成。但今天，他的大脑像是生锈的齿轮，转动得异常缓慢。写着写着，他的思绪不由自主地飘散了开去。昨晚“玥”在谈到《Creep》时，那句带着轻微嘲弄和自怜的“I‘m a creep, I’m a weirdo… What the hell am I doing here? I don‘t belong here.”（我是个怪胎，我是个异类……我他妈在这里做什么？我不属于这里。）的歌词，伴随着她低沉嗓音的哼唱，突然在他耳边响起。这感觉如此真切，以至于他握着笔的手都顿住了。

　　那一刻，他仿佛不是在嘈杂的实验室，而是回到了寂静的深夜，独自守着电话听筒，与另一个孤独的灵魂隔空对话。

　　“我不属于这里……”他下意识地在草稿纸的角落，用极小的字写下了这句英文。

　　“陈默！发什么呆！抓紧时间！”刘老师的声音如同惊雷，在他附近炸响。原来老师正在巡视，恰好走到他身边。

　　陈默猛地回过神，脸颊瞬间烧了起来。他慌忙用胳膊挡住那句不该出现的英文，低下头，假装专注地看向题目。心脏因为惊吓和羞耻而狂跳不止。

　　他重新聚焦到题目上。根据动能定理，合外力所做的功，等于动能的变化量。那么，需要找出所有外力做的功。重力是保守力，但在这里，它做负功。支持力始终与位移垂直，不做功。摩擦力做负功。

　　所以，合外力做功 W总 = W重力 + W摩擦力。

　　W重力 = -mgh。h是斜面的高度，h = L·sin30° = 4 * 0.5 = 2m。所以 W重力 = -2 * 10 * 2 = -40 J。（取g=10m/s²）
　　W摩擦力 = -f·L = -μ·N·L = -μ·mg·cos30°·L = -0.2 * 2 * 10 * (√3/2) * 4。
　　计算到这里，他卡住了。0.2 * 2 = 0.4, 0.4 * 10 = 4, 4 * (√3/2) = 2√3, 2√3 ≈ 2*1.732 = 3.464, 然后 3.464 * 4 = 13.856。所以 W摩擦力 ≈ -13.856 J。

　　那么 W总 ≈ -40 - 13.856 = -53.856 J。

　　初始动能 Ek1 = ½ * 2 * 5² = 25 J。

　　根据动能定理：W总 = Ek2 - Ek1

　　即 -53.856 = Ek2 - 25

　　所以 Ek2 = 25 - 53.856 = -28.856 J

　　动能是负值？！

　　陈默盯着这个荒谬的结果，愣住了。动能怎么可能为负值？这显然错了。一股烦躁夹杂着慌乱的情绪涌上心头。哪里出错了？他检查了一遍计算过程，似乎每一步都……等等，支持力N等于mg·cos30°？他忽然意识到，在斜面上，重力的一个分力mg·sin30°沿着斜面向下，另一个分力mg·cos30°垂直于斜面向下，与支持力平衡。对，受力分析没错。

　　那为什么动能会是负的？难道物体根本没能到达斜面顶端？难道在中途就停下来了？

　　这个念头让他更加困惑。题目明确要求“求物体到达斜面顶端时的速度”，隐含条件就是物体能够到达顶端。是他的计算错误，还是他对过程的理解有误？

　　他尝试换一个思路。物体在斜面上运动，受到恒定阻力（重力分力和摩擦力的合力），做匀减速直线运动。可以用运动学公式来解。加速度a = - (gsinθ + μgcosθ) = - (10*0.5 + 0.2*10*√3/2) = - (5 + 1.732) ≈ -6.732 m/s²。

　　然后根据 v₂² = v₁² + 2aL = 25 + 2*(-6.732)*4 = 25 - 53.856 = -28.856

　　还是得到了负值！

　　这意味着，按照给定的数据，物体的初动能根本不足以克服重力和摩擦力做功到达斜面顶端。它在到达顶端之前，动能就已经耗尽，速度减为零，然后会滑下来。

　　那么，这道题本身就有问题？或者，它考察的正是这个临界点的判断？

　　陈默的脑子更乱了。两种方法都得出了负的动能或速度平方，这强烈暗示物体无法到达顶端。但是，题目要求“到达顶端时的速度”……难道答案就是“无法到达”或者速度为零？

　　他抬起头，看了看周围的同学。大部分人都在埋头计算，似乎并没有遇到他这样的困扰。李雨婷的眉头微微舒展，已经在书写最终的答案。赵磊则抓耳挠腮，和他一样面露难色。

　　“时间到！”刘老师的声音再次响起，“我们请一位同学来分享一下他的解题思路和结果。嗯……陈默，你来。”

　　陈默的心猛地一沉，像是骤然失重。他几乎是僵硬地站了起来，手里紧紧攥着那张布满涂改痕迹的草稿纸。实验室里所有的目光瞬间聚焦在他身上，让他感到一阵眩晕。

　　“老……老师，”他的声音干涩，“我算出来……速度平方是负值。我觉得，物体可能……可能无法到达斜面顶端。”

　　话音刚落，实验室里响起一阵低低的哄笑。刘老师的眉头皱了起来，脸上明显带着不悦。

　　“无法到达？陈默，动能定理学到哪里去了？合外力做功等于动能变化，这是铁律！你算出负值，肯定是你的受力分析或者计算过程出了错！上来，把你的步骤写在黑板上。”

　　陈默感觉脸颊滚烫，硬着头皮走到讲台前。拿起粉笔，他的手有些颤抖。他尽量清晰地写下自己的步骤，从受力分析到代入数据计算。当他最终写出那个刺眼的“-28.856 J”时，台下窃窃私语的声音更大了。

　　刘老师看着他写的过程，摇了摇头：“你的思路大体是对的，但计算粗心大意！动摩擦因数μ是0.2，mg是20N，cos30°是√3/2≈0.866，N≈17.32N，摩擦力f=μN=0.2*17.32≈3.464N，摩擦力功Wf = -f·L = -3.464 * 4 = -13.856 J，这里没错。”

　　“重力做功，Wg = -mg·h = -20 * 2 = -40 J。总功W总 = -40 -13.856 = -53.856 J。初始动能25J。那么末动能 Ek2 = 25 - 53.856 = -28.856 J。嗯？”刘老师的声音顿住了，他盯着黑板上的数字，自己也验算了一遍。

　　实验室里安静下来，大家都看着老师。

　　刘老师沉默了几秒钟，然后尴尬地清了清嗓子：“呃……这个，同学们，陈默同学的计算……在数字上本身没有错。这道题……嗯，出题的时候数据可能设置得不够合理，导致了一个不符合实际情况的结果。在实际中，物体确实无法到达顶端。但是！”他话锋一转，目光严厉地看向陈默，也扫视全班，“这不能成为你解题不严谨、思考不全面的借口！尤其是在课堂上精神不集中，连基本的计算都显得如此吃力！”

　　陈默低着头，看着自己脚下那片被粉笔灰染白的地面。他没有因为老师的承认而感到丝毫轻松，反而被一种更深的无力感和羞耻感攫住。他知道，老师批评的重点，已经不是这道题本身，而是他最近持续低迷的学习状态。

　　“回去坐下吧。”刘老师挥了挥手，“我们看下一题。大家要引以为戒，学习必须投入百分之百的精力！”

　　陈默默默地走回座位，感觉每一步都异常沉重。那道关于动能定理的练习题，像一面残酷的镜子，清晰地照见了他当下的困境。他试图运用所学的知识（动能定理）去解决一个目标（到达斜面顶端/考上北京），却因为自身状态不佳（精神涣散/基础不牢）和外部条件的严苛（题目数据不合理/高考竞争激烈），得出了一个荒谬的、无法实现的结果（负动能/成绩下滑）。

　　“玥”所代表的那片精神高地，如同那个遥不可及的斜面顶端，散发着迷人的光芒。而现实中的他，却像这个初动能不足的物体，在重力（学业压力）和摩擦力（身心疲惫、效率低下）的共同作用下，速度越来越慢，动能一点点被消耗，似乎永远也无法抵达期望的终点。那个“北京相见”的约定，在冰冷而绝对的物理定律和日益下滑的成绩面前，开始显得如此脆弱，仿佛一触即碎的泡沫。

　　他坐在那里，物理实验室的昏暗光线笼罩着他，耳边是老师讲解下一题的声音，但他什么也听不进去了。他的世界里，只剩下那个刺眼的负号，和内心深处不断扩大的、冰冷的空洞。这条依靠激情和约定启动的征程，似乎正面临着动能耗尽的危机。