楊清國(guó) 孫洪林
摘要:?jiǎn)雾?xiàng)選擇題可以不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,而是根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)和物理方法進(jìn)行分析,從而判斷解的合理性,選出正確答案。但是作為教師必須能夠準(zhǔn)確把握習(xí)題內(nèi)涵,本文主要分析一道力學(xué)單選題復(fù)雜的情景過(guò)程,如何簡(jiǎn)要的準(zhǔn)確推導(dǎo),得到唯一解。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)芜x題;水平動(dòng)量守恒;運(yùn)動(dòng)的合成與分解;非慣性系
一、原題與解答:
原題:(2010年海淀區(qū)高三一模20題)如圖1所示,在光滑的水平面上有一質(zhì)量為、傾角為的光滑斜面體,斜面上有一質(zhì)量為的物塊沿斜面下滑。關(guān)于物塊下滑過(guò)程中對(duì)斜面壓力大小的解答,如下四個(gè)表達(dá)式:要判斷這四個(gè)表達(dá)式是否合理,你可以不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,而是根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)和物理方法進(jìn)行分析,從而判斷解的合理性。根據(jù)你的判斷,下述表達(dá)式中可能正確的是()
解答:一道簡(jiǎn)單的力學(xué)單選題,可以采用特殊值的方法快速得到答案。如果物塊不是放在斜面上,而是在水平面上,即=0的時(shí)候,此時(shí)和之間的作用力應(yīng)該是,此時(shí)的sinθ=0,AB選項(xiàng)的結(jié)果為0,所以AB選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于選項(xiàng)C,顯然=sinθ是可能的,當(dāng)θ=0時(shí),結(jié)果為無(wú)窮大,則C項(xiàng)也錯(cuò)誤;因此答案應(yīng)該是D選項(xiàng)。
二、方法點(diǎn)評(píng)
假如斜面靜止,則斜面體對(duì)物塊的作用力為=cosθ.如圖2,由于斜面體是在光滑的水平面上,物塊下滑的同時(shí)斜面體也運(yùn)動(dòng),一些資料利用機(jī)械能守恒和水平方向動(dòng)量守恒等知識(shí)分析,過(guò)程復(fù)雜,極難推導(dǎo)出結(jié)果,不易理解,目前網(wǎng)絡(luò)上幾乎沒(méi)有精確的分析。
四、轉(zhuǎn)換參考系分析
取斜面體(加速度為、是慣性力)為參考系
對(duì)斜面分析:sinθ=⑥
對(duì)物塊沿斜面平行方向和垂直方向分析:
沿著垂直斜面方向有?? + sinθ= cosθ????? ⑦
解⑥⑦兩個(gè)式子,可得
五、歸納思考
教師分析單項(xiàng)選擇題不僅要講解解題方法,也要深度剖析習(xí)題內(nèi)涵和解的實(shí)質(zhì)。以上例題通過(guò)水平方向動(dòng)量守恒和運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以解答,但是解法繁瑣,轉(zhuǎn)換為非慣性系,就不如傳統(tǒng)思路便于高中生的普遍理解,但能迅速推出結(jié)果。
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數(shù)理報(bào)(學(xué)習(xí)實(shí)踐)2021年1期