周光華
(深圳市第三高級(jí)中學(xué),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(yán)密的高考復(fù)習(xí)題”.
原題.如圖1所示,質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí),物體即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng).在物塊由靜止到開(kāi)始滑動(dòng)前的這一過(guò)程中轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對(duì)物快做的功為
圖1
原作者認(rèn)為這4個(gè)選項(xiàng)中沒(méi)有正確選項(xiàng).
圖2
筆者對(duì)此卻有不同的看法.到達(dá)最大靜摩擦力時(shí),物塊在轉(zhuǎn)臺(tái)上處于一種將動(dòng)還未動(dòng)的狀態(tài),可以說(shuō)恰好還沒(méi)有發(fā)生滑動(dòng).此時(shí)如果轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速不再增加,以此時(shí)的轉(zhuǎn)速做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么物塊在切線方向的加速度為0,f2=0.此時(shí)f1即等于最大靜摩擦力.那么此時(shí)的最大靜摩擦力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,就可以求出物塊即將滑動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度.如果轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速增加得很快,物塊可能在一瞬間就開(kāi)始滑動(dòng),這個(gè)情景就沒(méi)有多大的意義了.
此題從知識(shí)層面來(lái)講還是可以很好地考察學(xué)生的能力的.如果在題干中增加一句說(shuō)明轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速緩慢增加,這樣,就不會(huì)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(yùn)動(dòng)習(xí)題2第10題中也有這樣的模型,第(3)小問(wèn):如果物塊滑動(dòng),對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)說(shuō),向什么方向滑動(dòng)?
配套的教師教學(xué)用書上給出的答案是遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng).如何遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng),是沿著f1的反方向背離圓心滑動(dòng),還是沿著切線方向遠(yuǎn)離圓心.這樣的解答并不明確.筆者認(rèn)為只有分析透徹,才能讓學(xué)生真正理解.在滑動(dòng)前的那一瞬間,物塊相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在切線方向,物塊應(yīng)沿著切線方向遠(yuǎn)離圓心.只不過(guò)在不同的位置,切線方向不一樣,這里的滑動(dòng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程.所以物塊的滑動(dòng)是曲線的,整體來(lái)看是遠(yuǎn)離圓心的.
不論是題目的設(shè)置還是解答都應(yīng)該力求避免引起歧義.這樣才能真正的考察到學(xué)生,達(dá)到讓學(xué)生掌握知識(shí)、提高思維能力的目的.
1 聶衛(wèi)群.一道不嚴(yán)密的高考復(fù)習(xí)題[J].物理教師,2014(5).