物理试题练习题教案学案课件一道力学题所引发的思考循序渐进教学法.doc

“一道力学题”所引发的思考——“循序渐进”教学法 陕西省旬阳县 向修平 力学，属高中物理学的重要内容之一，更是高考重点考查的知识之一，而且每年高考中所点分值较高，易与电学、磁学等知识进行综合考查，试题综合性强，难度较大，成为学生复习备考道路上的关卡，是学生提高物理成绩的瓶颈。另一方面，力学研究问题的方法、技巧、思维和过程，渗透到高中物理的整个领域，所谓“电学搭台，力学唱戏”道出了力学在高中物理中的地位，同时也指明了力电综合、力磁综合及力学与物理学其它板块综合等这类题目的解题思路仍然是力学的思维和方法。因此，打好力学基础、掌握力学解题的方法和技巧、提高推理能力、抽象思维能力、分析综合能力成为学好高中物理的关键。而物理练习题的思考、求解和训练对提高学生上述能力有很重要的作用，因此对物理练习题进行举一反三、精讲精练就显的尤为重要。 原题：如右图1所示，木块A质量是M，静止在 m 光滑的水平面上，其曲面部分是半径为R的四分之一 Q B 光滑圆弧，水平部分NP是粗糙的。现有一质量为 M A N P m的小物块B由静止从A 的最高点Q静止下落， 设NP足够长，则下列说法正确的是（ ） 图1 A A 、B 物体最终以不为零的共同速度运动。 B A 物体先做加速运动，后做减速运动，最后做匀速运动。 C 物体A、B构成的系统减少的机械能全部转化为内能。 D B物体减少的机械能等于A物体增加的动能。 解析：本题属于两个物体组成的系统问题，以系统为研究对象，应优先考虑“两守恒定律”（动量守恒定律和能量守恒定律）寻求解题思路。 （1）M、m在水平方向上不受外力作用，故水平方向上动量守恒； （2）关于整个过程中M、m的运动分析： ① 力的观点：m在曲面上下滑时，A、B间弹力如图2所示， 对M：F2水平分力使M向左加速运动 F1 对m：F1与m的瞬时速度间夹角大于90°， 故 F1对m做负功（注：m下滑高度R时， 所走过的轨迹不是四分之一圆弧，而是一个 一般的曲线，由“人船模型”知m水平位移F2 小于R）。由上分析知：在N点两物体速度 图2 同时达到最大。m滑上NP段：由于摩擦力作用，M、m分别做减速运动，由动量守恒定律知，A、B速度同时减为零。 ② （动量、能量）守恒观点：水平方向动量守恒，而m下滑过程中，m水平方向动量向右且增大，竖直方向动量先增大后减小，因此M必有向左的动量而且增大。 （3）m在曲面上运动时，A、B组成的系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒； m滑上NP段后，由于滑动摩擦力做功而系统的机械能不守恒，但可以考虑能的转化志守恒。答案：C 这是一道很好的“举一反三”的例题，条件稍作改变，就可以成为一道情境新、思维活、设问多样的试题，且难度可大可小。 变式1 ：在原题中，若m与M只在水平段有摩擦且运摩擦因数为μ，则m最终在M上滑过的距离L是多少？若要求m不滑离M，则水平段长至少为多少？ 请读者自己分析解答。答案：（ ） 变式2：若原题中其他条件不变，整个M表面光滑，如图3所示，m以冲上M，最终没能飞出M，则m在M上能上升的最大高度是多少？（m 可视为质点） 解析：M、m组成有系统在水平方向 上动量守恒。当m在NP段运动时，M静 止；当m滑上圆弧时，由于圆弧的作用， m m的速度变为斜向左上方，其速度可分解 M N P 为水平方向和竖直方向。 水平方向上：m推M向左加速运动，同时 图3 m在水平方向上向左减速运动； 竖直方向上：m向上减速运动。综合分析知， 只要m向左的水平分速度大于M的速度，则M、m间的挤压弹力仍然存在，那么M继续向左加速运动，m在水平方向上继续向左减速运动，同时继续上升，当M、m的水平速度相等时，m的竖直分速度刚好为零（因为m最终没能飞离M，所以m不可能离开M做斜上抛运动），也就是说当M、m相对静止时，m上升到最大高度h，此时二者有共同速度V， M、m在水平方向上动量守恒，则 m=(M+m) ① M、m组成的系统机械能守恒，则 m=(M+m)V2 +mgh ② 由上解得：h= 变式3：在变式2中，若M、m在水平段有动摩擦因数μ且NP=L，其它条件不