周光華
(深圳市第三高級中學,廣東 深圳 518172)
在本刊2014年第5期中有這么一篇文章“一道不嚴密的高考復習題”.
原題.如圖1所示,質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重量的k倍,它與轉(zhuǎn)軸OO′相距R,物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)速增加到一定值時,物體即將在轉(zhuǎn)臺上滑動.在物塊由靜止到開始滑動前的這一過程中轉(zhuǎn)臺的摩擦力對物快做的功為
圖1
原作者認為這4個選項中沒有正確選項.
圖2
筆者對此卻有不同的看法.到達最大靜摩擦力時,物塊在轉(zhuǎn)臺上處于一種將動還未動的狀態(tài),可以說恰好還沒有發(fā)生滑動.此時如果轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速不再增加,以此時的轉(zhuǎn)速做勻速圓周運動,那么物塊在切線方向的加速度為0,f2=0.此時f1即等于最大靜摩擦力.那么此時的最大靜摩擦力提供做勻速圓周運動的向心力,就可以求出物塊即將滑動時轉(zhuǎn)臺的角速度.如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速增加得很快,物塊可能在一瞬間就開始滑動,這個情景就沒有多大的意義了.
此題從知識層面來講還是可以很好地考察學生的能力的.如果在題干中增加一句說明轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速緩慢增加,這樣,就不會引起誤解和歧義,正解如下.
在粵教版物理必修2(2010年7月第1版2012年11月第6次印刷)第2章圓周運動習題2第10題中也有這樣的模型,第(3)小問:如果物塊滑動,對于轉(zhuǎn)臺來說,向什么方向滑動?
配套的教師教學用書上給出的答案是遠離圓心運動.如何遠離圓心運動,是沿著f1的反方向背離圓心滑動,還是沿著切線方向遠離圓心.這樣的解答并不明確.筆者認為只有分析透徹,才能讓學生真正理解.在滑動前的那一瞬間,物塊相對于轉(zhuǎn)臺的相對運動在切線方向,物塊應沿著切線方向遠離圓心.只不過在不同的位置,切線方向不一樣,這里的滑動是一個動態(tài)的過程.所以物塊的滑動是曲線的,整體來看是遠離圓心的.
不論是題目的設置還是解答都應該力求避免引起歧義.這樣才能真正的考察到學生,達到讓學生掌握知識、提高思維能力的目的.
1 聶衛(wèi)群.一道不嚴密的高考復習題[J].物理教師,2014(5).