米云飛
一、考題再現(xiàn)
如圖1所示,傾角為α的斜面A被固定在水平面上,細(xì)線的一端固定于墻面,另一端跨過(guò)斜面頂端的小滑輪與物塊B相連,B靜止在斜面上?;喿髠?cè)的細(xì)線水平,右側(cè)的細(xì)線與斜面平行的質(zhì)量均為嗎,撤去固定A的裝置后,A、B方均做直線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦,重力加速度為個(gè),求:
(1)A固定不動(dòng)時(shí),A對(duì)B支持力的大小N;
(2)A滑動(dòng)的位移為x時(shí),B的位移大小s;
(3)A滑動(dòng)的位移為x時(shí)的速度大小νx。
二、考試命題的研究
1.由于本題屬于綜合性試題,故涉及知識(shí)點(diǎn)廣泛,試題考查了位移、受力分析、力的平衡、力的相互作用、速度、速度的合成與分解、機(jī)械能守恒等知識(shí)點(diǎn)。其中,共點(diǎn)力平衡在學(xué)業(yè)水平測(cè)試說(shuō)明中為Ⅰ級(jí)要求,力的合成和分解、位移、速度、運(yùn)動(dòng)合成和分解、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用都是Ⅱ級(jí)要求。
2.試題通過(guò)斜面、細(xì)繩、滑輪的約束,考查了學(xué)生綜合分析能力、推理能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力,特別是在斜面上引入滑輪和細(xì)繩,突出了對(duì)學(xué)生物理建模能力的考查。
3.在難易程度把握上,試題充分體現(xiàn)了難度的遞進(jìn)性。第一問(wèn)為基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)生容易作答;第二問(wèn)難度在于找出物塊B與斜面A位移的幾何關(guān)系,要求學(xué)生具有相應(yīng)的應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力,難度上升;第三問(wèn)在前一問(wèn)的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生能將物理規(guī)律熟練應(yīng)用,較難。
三、應(yīng)試策略和解題方法
1.重視基袖知識(shí),練好基本功,做到基本分不失
本題第一問(wèn)為基礎(chǔ)知識(shí),在力的平衡條件下,對(duì)B進(jìn)行受力分析、力的分解與合成,易得支持力的大小
N=mgcosα.
我們從中可以看出難題中也有基本分,這幾分得到還是較為容易的,所以要仔細(xì)審題,不能出現(xiàn)失誤,考得好必須重視基本分的得失?;A(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用還體現(xiàn)在第三問(wèn)中
的使用。學(xué)生應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式很多,速度的定義式反而已經(jīng)忽略了,就像我們解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)中線速度問(wèn)題,馬上想到的是
,少有想到
一樣,它提醒我們適當(dāng)回歸定義,而不是總強(qiáng)調(diào)公式的套用。
2.重視應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題能力的培養(yǎng)
物理問(wèn)題的解決無(wú)非是建立物理模型、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)加以處理。本題中有了細(xì)繩和斜面的約束,物塊B與斜面4位移的幾何關(guān)系對(duì)學(xué)生提出了這方面的要求。
從圖(1)中可以看出如果細(xì)繩不伸長(zhǎng),物塊B在水平方向位移和斜面A相同都為x,現(xiàn)在考慮繩長(zhǎng)不變,則物塊B沿斜面向下距離為x。于是我們建立了物塊B與斜面A位移的幾何關(guān)系x,如圖2甲,可以認(rèn)為MN為斜面A位移x、PN為繩伸長(zhǎng)距離,也為x,MP為物塊B位移,MN與PN夾角為α,這樣利用幾何知識(shí),我們得出物塊B水平方向
的關(guān)鍵,由此發(fā)現(xiàn)注重應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題能力一定不能放松。
3.重視物理模型的理解很多同學(xué)看到這道題,馬上能想到是運(yùn)動(dòng)的合成與分解,但是受到平時(shí)做題的影響,試圖去把B的速度分解為沿繩方向和垂直于繩方向去求解,結(jié)果搞了半天也做不出來(lái)。這里一方面要注意高考題型的新穎性,題型的設(shè)計(jì)與和平時(shí)所做的一些變化;另一方面說(shuō)明我們對(duì)物理模型的建立沒有理解,只是簡(jiǎn)單機(jī)械的記憶。平時(shí)我們處理關(guān)于帶有滑輪的運(yùn)動(dòng)合成與分解模型如圖2甲所示,滑輪是不動(dòng)的,所以能看成物塊B繞滑輪做圓周運(yùn)動(dòng)。今天的問(wèn)題是滑輪跟隨斜面一起運(yùn)動(dòng),這樣分解就不成立了。正確的分解應(yīng)該為將物塊B的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向運(yùn)動(dòng),如圖3乙所示。endprint