一道細(xì)桿斜靠墻面下滑問題的拓展與分析

焦政翰　田博雅　張地　田建民

摘? ?要：細(xì)桿斜靠墻面下滑是高中物理速度合成與分解習(xí)題中常見的模型，通常在給定條件下，已知細(xì)桿一端速度，利用速度的合成與分解求解另一端的速度。細(xì)桿斜靠墻面下滑過程中，某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與速度如何確定，利用大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述可以給出解答。借助GeoGebra對(duì)細(xì)桿斜靠墻面下滑情境進(jìn)行建模，為拓展學(xué)生科學(xué)思維和建構(gòu)物理模型提供了良好的素材。

關(guān)鍵詞：物理模型；速度的合成與分解；運(yùn)動(dòng)軌跡；Geogebra

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2023）6-0059-3

1? ? 問題原型與解析

2? ? 拓展與思考

3? ? 利用GeoGebra物理建模

3.1? ? 下滑過程中AB桿任意一點(diǎn)的軌跡方程

3.2? ? 下滑過程中AB桿任意一點(diǎn)的速度

4? ? 結(jié)? 語

本文從一道高中物理細(xì)桿沿斜面下滑的問題出發(fā)，拓展思維，利用大學(xué)物理質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述確定了細(xì)桿下滑過程中某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度。在理論分析得出運(yùn)動(dòng)軌跡和速度方程的基礎(chǔ)上，利用GeoGebra對(duì)細(xì)桿斜靠墻面下滑過程進(jìn)行建模，動(dòng)態(tài)展示了細(xì)桿下滑過程中各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，繪制了細(xì)桿上各點(diǎn)下滑過程中速度隨地面與細(xì)桿間的夾角θ變化的物理圖像。

在高中物理學(xué)習(xí)階段，由于學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備和思維能力受限，試題往往在特定的情境下命制，簡化了物理過程和模型。實(shí)際教學(xué)中，教師對(duì)部分練習(xí)題進(jìn)行拓展和分析，為學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和建構(gòu)物理模型提供良好資源，有利于對(duì)物理過程的清晰認(rèn)知，培養(yǎng)科學(xué)思維和探究意識(shí)，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］周衍柏．理論力學(xué)教程（第四版）［M］．北京：高等教育出版社，2018：3-13．

［2］李深遠(yuǎn)．利用GeoGebra軟件繪制楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)光強(qiáng)的動(dòng)態(tài)分布［J］．物理通報(bào)，2022（6）：138-141．

（欄目編輯? ? 蔣小平）