小球在圆弧形滑块上运动的力学问题研究.PDF

年第 期 物理通报 物理问题研究 ２０１４ ７ 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 小球在圆弧形滑块上运动的力学问题研究 何述平 　　　　　　　　　　 （ ） 西北师范大学教育学院物理教育研究所 甘肃兰州 ７３００７０ 　　　　　　　　　　　　　　　 　 　 （ ： ） 收稿日期 ２０１３ １１０７ 　　　　　　　　　　　　　　 － － ： ， ， ： 、 、 摘 要 探究了一个小球在圆弧形滑块上运动的力学问题 给出了细致的推证 结果表明 物体的速度 位移 、 ， ， ； 加速度 作用力均随位置角参量 变化 一对内力分别做了功 但做的总功等于零的特点 并进行了必要的教学讨 θ 论． ： 关键词 力学问题 特点 教学研究 方法 　 　 　 论基础． １ 引言 　 ２ 探究 　 ： ， ， 一个典型力学问题如下 如图 质量为 具 １ Ｍ ， ， ， 有半径为 的圆弧形面的物块位于光滑水平面上 为了更加明晰起见 探究不局限于此题设问题 Ｒ ， 质量为 的小球自光滑圆弧面顶端滑下 最初物块 以获得此问题的尽可能完备的信息 ｍ ． （ ）， 、 和小球都处于静止状态 求小球脱离物块时小球和 以水平面为参照系 惯性系 分别以小球 物块 ． ［ ，］ １ ２ ： ， ， 物块的速度 其解答为 水平面为参照系 脱 为研究对象 受力如图 所示 ． ｍ ２ ． ， 离 时的速度方向均沿水平方向 由质点系的动量 Ｍ