魏鐵道
摘 要: 本文針對(duì)學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理的多過(guò)程問(wèn)題求解的困難,通過(guò)認(rèn)真審題,建立模型,明確解題步驟的過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生利用模型法求解動(dòng)能定理的多過(guò)程問(wèn)題。
關(guān)鍵詞: 物理模型 多過(guò)程 動(dòng)能定理
在應(yīng)用動(dòng)能定力解決問(wèn)題時(shí),常常遇到多過(guò)程問(wèn)題。所謂多過(guò)程問(wèn)題,就是包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程的問(wèn)題,遇到這類問(wèn)題,學(xué)生往往容易出錯(cuò),究其原因,主要是學(xué)生不能正確分析這類問(wèn)題中物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況。如何利用動(dòng)量守恒正確分析解決多過(guò)程問(wèn)題呢?我認(rèn)為應(yīng)從以下方面入手。
一、認(rèn)真審題,充分理解題意
在審題過(guò)程中要挖掘隱含條件,捕捉關(guān)鍵詞語(yǔ),如“最多”、“剛好”、“瞬間”等詞語(yǔ)。同時(shí)要特別注意題目中的已知條件、解答要求及考查的主要內(nèi)容,只有掌握了這些第一手的信息,才能為正確解題打好基礎(chǔ)。
二、建立合適的物理模型
多過(guò)程問(wèn)題求解的關(guān)鍵是建立合適的物理模型,建??梢詮摹皵?shù)、形、鏈”三個(gè)方面入手,這里面的“數(shù)”指的是物理量;而“形”指的是將設(shè)立的物理情景以圖形形式呈現(xiàn)出來(lái);“鏈”即情景鏈接和條件關(guān)聯(lián),情景鏈接就是將多過(guò)程的物理情景分解成幾個(gè)物理子過(guò)程,并將這些子過(guò)程由“數(shù)、形”有機(jī)鏈接起來(lái),條件關(guān)聯(lián)即“數(shù)”間關(guān)聯(lián)或存在的臨界條件關(guān)聯(lián)等。一般分三步建立模型。
1.分析和分解物理過(guò)程,確定不同過(guò)程的初末狀態(tài),將狀態(tài)量的變化與過(guò)程量對(duì)應(yīng)起來(lái);
2.畫出關(guān)聯(lián)整個(gè)物理過(guò)程的情景圖,對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用過(guò)程直接畫出過(guò)程草圖;
3.在圖上標(biāo)出物理過(guò)程和對(duì)應(yīng)的物理量,建立情景鏈接和條件關(guān)聯(lián),完成情景模型。
三、明確解決多過(guò)程問(wèn)題的解答步驟
應(yīng)用動(dòng)能定力解決多過(guò)程問(wèn)題的解題步驟如下:
例:如圖所示,水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上,圓弧軌道B端的切線沿水平方向。
(1)在撤去力F時(shí),滑塊的速度大??;
(2)滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;
(3)滑塊通過(guò)B點(diǎn)后,能沿圓弧軌道上升的最大高度h=0.35m,求滑塊沿圓弧軌道上升過(guò)程中克服摩擦力做的功。
分析審題:
1.建模:該滑塊運(yùn)動(dòng)可分三段過(guò)程,第一段,滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng);第二段,滑塊做勻直線運(yùn)動(dòng);第三段,滑塊做減速曲線運(yùn)動(dòng)。
2.畫過(guò)程圖: