物理趣题迎接2004年

如图1,光滑的水平轨道上接一个半径为R的光滑半圆轨道,在水平轨道上有2004个质量相同的小球, 除第1号球外,其它小球均静止,第1号小球以初速度v_0碰撞第2号小球,在碰撞过程中损失初动能的1╱(2004),第2号小球碰撞第3号小球,在碰撞过程中损失第2号小球初动能的1╱(2004),第3号小球又碰撞第4号小球,依     

2004个小球贺新年

如图,光滑的水平轨道与一个半径为R的光滑半圆轨道相连接,在水平轨道上有2004个质量相同的小球,除第1号小球外,其他小球均静止。第1号小球以初速度v0碰撞第2号小球,在碰撞过程中动能损失初动能的,第2号小球碰撞第3号小球,在碰撞过     

“动能和势能转化演示器”的制作和使用

初中物理第二册第一章机械能的第1、2节讲述动能、势能以及动能和势能的转化内容,介绍了小球在斜槽和水平槽中的运动,但没有现成的仪器,我们根据这一思路制作了“动能和势能转化演示器”.其制作和使用如下:     

从物理试题实验化谈考试命题中的“小球”模型命题误区

以真实情境命题时,情境描述需符合客观事实,参数的设置需要经过实验检验,避免出现科学性错误。物理试题实验化是通过实验,检验物理试题的科学性的教学活动。在检验过山车模型的机械能关系实验中发现滚动小球的转动动能在总动能中所占的比例不可忽略,并提出涉及转动物体的机械能守恒的能量关系:系统减小的重力势能转化为动能(包括平动动能和转动动能)。因为忽略了转动动能,在考试命题中涉及“小球”模型的试题常常因是否考虑转动动能而产生不同的计算结果,引发争议,其中不乏高考真题。因国内高中物理教学内容不涉及转动惯量等概念,在命题时建议避免出现小球滚动等情境,可以设定接触面光滑或者把小球改为小物块或者质点等模型。     

对机械能守恒定律“五性”的理解

机械能守恒定律是能量守恒定律的特例.“在只有重力和弹簧弹力做功的条件下,系统内的动能和势能相互转化,机械能保持不变.”对此可以从两个角度去理解:(1)E初=E末,即△E=0,系统的机械能保持不变,体现的是不变的思想;(2)△Ek=-△Ep,在系统内部动能的增加来源于势能的减少,体现的是“变”的思想.“变”与“不变”的统一构成了“守恒”,即守恒是一个动态的过程.     

一道力学题的多种解法

一小球自A点竖直向上抛出,在大风的情况下,若风力的大小恒定、方向水平向右,小球运动的轨迹如图所示（小球的运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为0的匀加速度直线运动的合运动）.在小球运动的轨迹上A、B 2点处在同一水平线上,M点为轨迹的最高点.小球抛出的初动能为4J,小球在最高点M处的动能为2 J,其他的阻力不计.     

一道“小球抛落阶梯”问题的另解

本刊于2013年第10期上刊登的“对一道小球抛落阶梯的例题质疑”,指出2010年第4期的“刍议物理习题的教育功能”中的例题的解法不够严密,并提出修正的做法.笔者提出另种解法,避免复杂分析过程,请同行指正.原题：如图1所示,小球从楼梯上以2 m/s的速度水平抛出,所有台阶的高度和宽度均为0.25 m,取g=10 m/s2,小球抛出后首先落到的台阶是（A）第1级台阶.（B）第2级台阶.（C）第3级台阶.（D）第4级台阶.原题解析：设小球从楼梯上以2 m/s2的速度水平抛出将落在第n级台阶上,每级台阶高度和宽度均为L=0.25m,则小球下降的高度为h=nL.     

探究滚动物体的机械能转换关系的思考

从用滚动的小球验证机械能守恒的“失败”实验出发,引导学生开展研究性学习,探究实验失败的原因。通过实验验证小球滚下斜面时重力势能转化为小球的转动动能和平动动能,并且转动动能大小不可忽略。基于上述情况,对如何规避实验教学和考试命题中因忽略转动动能而出现科学性错误提出建议。     

小球到达最低点时的动能并非最大——一道容易错解的物理习题

如图1,质量为m_1的槽A静止于光滑水平面上,其内表面为半径等于R的光滑半球面,质量为m_2、半径远小于R的小球B从半球面上边缘由静止开始下滑,已知m_1=m_2=m.求:(1)小球动能的最大值E_(max).(2)光滑槽对小球支持力N的最大值N_(max).一些书刊曾载文,认为本题的解答是小球B到达最低点时的动能最大,其实只应该说,此时小球和槽的动能之和最大,这时小球的动能与槽的动能相等.小球在其它位置时,尽管两者总动能不是最大,但小球的动能可以大于动能之和的一半,因而小球的动能何时最大,应仔细分析.     

动能演示仪教具的改进与教学

沪粤版《初中物理》第十一章第4节“认识动能和势能”中有“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验。教科书中实验是通过木块被小球推动的距离来间接反映动能的大小,但是在实际的实验操作中发现该实验有些不足之处。笔者在此实验的基础上做了大量的优化改进,使得实验效果更加明显。     

机械能单元检测(二)

一、选择题1.竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m的小球,从轻弹簧的正上方某一高处自由落下,并将弹簧压缩,直到小球的速度变为零,对于小球、轻弹簧和地球组成的系统,在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中,有A.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越大B.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越小C.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越大D.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小2球.如的图动所能示和,弹物性体势沿能的总和…     

“标志”、“量度”不相同

高中物理中关于温度的微观含义 ,不同时期的教材提法不同 .1 979年启用的高中《物理》(试用本 ) (以下称试用本 )的说法是 :“气体的温度是它的分子的平均平动动能的量度”,指出这是温度的“本质含义”.1 984年开始使用的“甲种本”的叙述是 :“温度是物体分子热运动的平均动能的标志”,指出这是温度的“微观含义”.同时使用的“乙种本”则简述为“温度是物体分子平均动能的标志”.现行的“必修本”也采用了“乙种本”的说法 .当然 ,这几种说法都是正确的 ,但有准确和模糊之分 .可以看出 ,这几种说法的主要区别是 :“气体”变成“物体”;“平动动能”变为“动能”;“量度”改成“标志”.因为在相同温度下 ,一切气体的分子平均平动动能都是相同的 ,都唯一决定于气体的温度 ,所以温度可以作为一切气体分子平均平动动能的量度 .也就是说 ,“试用本”的论述是定量的、准确的 .但教学中学生往往会问 :什么是分子的“平动”动能 ?分子还有什么动能 ?要回答这些问题 ,就要涉及更高深的、在大学普通物理学中才讲述的知识 .为了避开这一难题 ,在后来的教材中改用了“温度是物体分子平均动能的标志”这一说法 .学生对“平均动能”是能够理...     

“回旋球”的力学浅析

日常生活中,常常见到这样的现象,当我们给一个小球施加适当的外力时,小球开始向前运动,运动到一定距离时,小球反向,然后向后运动,我们称之为“回旋球”。为什么会出现这种现象呢?本文从力学角度给予初浅的解释。     

带电粒子的动能从何处来--全面认识平行板电容器形成的电场

1 问题的提出 在学完带电粒子在电场中运动后有位同学提出了一个设想,声称发现了新的永动机。具体设计如下: 如图1,在一光滑水平面上,MN的左侧放一带电平行板,平面上有一固定轴0,一个带有带电小球的轻杆可绕0转动,如图所示,当给小球一个初动能,小球在两板间运动时动能将越来越大,在两板外做匀速圆周运动,这样小球的动能就会越来越大,而电场     

动量守恒中能量转化最值的临界条件

问题在光滑的水平面上,两个质量分别为m₁、m₂的小球A、B,分别以速度v₁和v₂发生正碰,试求碰后两球的速度v₁′和v₂′满足什么条件时,系统损失的动能最大?解析由于系统的初动能一定,所以只需要求出碰后两球的速度v₁′和v₂′满足什么条件时,系统的末动能最小即可.由系统动量守恒p=m₁v₁+m₂v₂     

“不可辨”条件下的“分球入盒”问题

在高中数学的“排列、组合”中 ,有两种比较常见的模型 :随机摸球与分球入盒问题。其中的“分球入盒”问题是一个重点 ,也是难点。实际生活中的住宿、投信、分配等问题都可抽象为“分球入盒”的模型。在小球可辨的条件下的分球入盒问题学生比较熟悉 ,但对于小球不可辨时的分球入盒问题 ,解决起来比较棘手。现结合“分球入盒”的常见问题 ,对其在不可辨条件下的解决方法予以系统的归纳与总结。1　“分球入盒”模型问题　把ｎ个不可辨别的小球分配到Ｎ个不同的盒子中去 ,求下列事件的不同放法的种数 :(1)某指定的ｎ个盒子中各有一球 .(ｎ≤Ｎ)…     

“神舟”五号运行的周期为多少

假设“神舟”五号实施变轨后做匀速圆周运动,共运行了n圈,起始时刻为t1,结束时刻为t2,运行速度为v,半径为r,则计算其运行周期可用()A.T=t2-t1nB.T=t1-t2nC.T=2πrvD.T=2πvr(唐小明供稿)2004年第2期“趣味竞答”参考答案因为第2004号小球恰能到达最高点,所以mg=mv2R,v=gR√。小球在半圆轨道上端和下端机械能守恒,有12mv2+mg·2R=12mv20042。解得v2004=5gR√。在第1号小球与第2号小球碰撞的过程中,有mv0=mv1+mv2,20032004×12mv02=12mv12+12mv22。解得v2=10011002√+12v0。由于碰撞了2003次,故v2004=(10011002√+12)2003v0。∵v2004=5g…     

机械能的转化演示器的设计与制作

现行教科版物理八年级下册第十二章"机械能"第2节"机械能的转化"阐述了以下知识点:物体的动能、弹性势能、重力势能在一定条件下可以互相转化。教材中介绍了一个"弹簧将小球弹起"的演示实验,在教学实践中笔者发现存在以下缺陷:一是操作困难,成功率低;二是小球被弹起的方向很难控制,小球"乱跑、乱蹦",分散了学生的注意力,影响了演示效果。为了解决以上问题,笔者设计制作了机械能的转化演示器,效果较好。     

一道值得商榷的新课程习题

普通高中课程标准实验教科书《物理》（必修2）第4章有这样一道习题：在距离地面某高处,将一个小球以速度珈沿水平方向抛出,抛出时小球的动能等于重力势能．设小球在空中飞行达到某一位置A点时的位移与水平方向的夹角为a（不计空气阻力,设小球在A点时的重力势能为零）,则小球在A点的速度大小为____,小球从抛出点到达A点的飞行时间为____.（粤教版2005年9月第2版第97页至98页习题四第14题）     

2004年高考“振动与波”大扫描

高中物理中“振动与波”问题 ,是中学力学知识中比较抽象、综合性较强的内容之一 ,也是历年高考的热点 ,下面把 2 0 0 4年高考物理中“振动与波”的试题加以归类评析 .一、简谐运动1 .由单摆知识点求解有关问题【例 1】　 (上海物理卷第 10题 )在光滑的水平面上的O点系一长为l的绝缘细线 ,线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球 .当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后 ,小球处于平衡状态 .现给小球一垂直于细线的初速度v0 ,使小球在水平面上开始运动 .若v0 很小 ,则小球第一次回到平衡位置所需时间为　　　　 .解析 :根据单摆的周期公式…