物理教学中模型变换能力的培养

培养学生模型变换能力是物理教学的重要任务之一.本文试从造成学生模型变换困难的主要障碍出发,对如何培养学生的模型变换能力问题作一简单的探讨。一、模型变换的主要障碍 1.思维定势在教学过程中,尤其在建立模型时,教师往往强调了模型的理想化而忽视其可变性,即模型可以灵活变换,广泛运用,使学生在思想上产生模型的绝对化倾向,妨碍了思维的开展。例1.如图1,已知质量是0.99千克的物体M放在光滑圆弧轨道OA的最低点O,质量为m=0.01千克的子弹以100米/秒的速度水平击中物体M并留在其中,求物体从开始运动到返回O点所用的时间(圆弧轨道半径为39.2米)。     

相对圆周运动中的向心力

对于相互作用的两个物体,其中一个物体沿光滑水平轨道运动,另一个物体相对于水平运动物体在竖直平面内做圆周运动,在应用向心力公式F=mυ^2/r时,若r为圆周半径,则公式中的υ是相对于圆心的速度,即相对速度．     

读题与审题

读题、审题是做好物理习题的重要准备阶段,没有这个阶段或者对这个阶段不重视,就根本谈不上解答习题。只有仔细地读题和审题,进行分析和综合,才能理清思路,找到解题的依据。例：有一个质量ｍ＝１千克的小球ａ,用长度１＝１米的绳子悬挂在０点。将球ａ拉到Ａ点,ＯＡ是水平线,如图所示。另一质量相等的小球ｂ静止放在轨道最低点Ｂ,ＢＤＣ是一个半径Ｒ＝１／２的圆弧轨道,圆心在ＯＢ＝１的中点Ｅ。当ａ球ＡＡ点落下与Ｂ点的球ｂ作弹性碰撞后,ｂ球便沿光滑的轨道ＢＣ滑去。求ｂ球通过国上一点Ｄ时的速度和对轨道的压力。读过这道题后…     

一道解法“完美”的错题

题1　水平轨道与半径R=2m,高为h=0.8m的一段圆弧光滑轨道连接。如图1所示,一个物体从水平轨道上以初速度v0冲上圆弧轨道并通过最高点而没有脱离轨道,求物体的初速度的范围。解析　物体从水平轨道至圆弧道顶端的过程,由机械能守恒定律得:12mv20=mgh 12mv2,①式中v是物体在顶端的     

我怎样教功的内涵与外延

所谓明确的概念,就是要有明确的内涵和外延.前者是指概念的特定含义,后者是指概念的适用范围. 1.功的内涵:由功的定义知功的内涵有两点:一是“力”,二是“在力的方向上的位移”.为使学生明确功的内涵,在学习“动能定理”后,我给学生出了这样一题:在距地面H=8米高的地方以υ_0=8米/秒的速度竖直向上抛出质量m=1千克的物体,物体落地时速度υ=4(5~(1/2))米/秒,该物体受到空气阻力恒为f.求f的大小.(取g=10     

运用动量守恒定律典型错例剖析

错误之一:忽视动量守恒定律的系统性动量守恒定律描述的对象是由两个以上的物体构成的系统,研究的对象具有系统性,若在作用前后丢失任一部分,在解题时都会得出错误的结论.例1.一门旧式大炮在光滑的平直轨道上以υ=5m/s的速度匀速前进,炮身质量为M=1000kg,现将一质量为m=25kg的炮弹,以相对炮身的速度大小u=600m/s与υ反向水平射出,求射出炮弹后炮身的速度υ′.错解:根据动量守恒定律有:Mυ=Mυ′ m[-(u-υ′)],解得υ′=Mmυ Mm“=19.5m/s.分析纠错:以地面为参考系,设炮车原运动方向为正方向,根据动量定律有:(M m)υ=Mυ′ m[-(u-υ′)].解得υ′=υ mm uM=19.6m/s.错误之二:忽视动量守恒定律的矢量性动量守恒定律的表达式是矢量方程,对于系统内各物体相互作用前后均在同一直线上运动的问题,应首先选定正方向,凡与正方向相同的动量取正,反之取负.对于方向未知的动量一般先假设为正,根据求得的结果再判断假设真伪.例2.质量为m的A球以水平速度υ与静止在光滑的水平面上的质量为3m的B球正碰,A球的速度变为原来的21,则碰后B球的速度是(以υ的方向为正方向).A.υB....     

何处速度最大

有这样一道力学题:如图1所示,一物块从半圆形轨道顶端无初速滑下,当物体通过最低点时,速度为v,已知物体和轨道间的动摩擦因数为μ,圆轨道半径为R,则物块滑过最低点时受到的摩擦力为多少?并讨论在下     

斜抛运动问题矢量求解

斜抛运动有斜上抛和斜下抛两种,本文以斜上抛为例说明用矢量求解斜抛问题相对较简捷,且物理意义明确.物体以初速度υ_0,且与水平方向成θ角斜 向上抛出,物体运动时间t的过程中,速度的矢量关系是(?),位移矢量关系是(?)速度和位移的矢量三角形分别如图1、图2所示.下面举两例说 明矢量关系式以及 矢量三角形在斜抛 运动问题解答中的应用.例1.如图3所示,物体在水平地面上以初速υ_0夹角θ斜向上抛,试求物体在空中飞行时间以及射程和射高.分析与解:设物体飞行时间为T,射程为x,射高为y,物体从抛出点O运动到轨迹最高点A＇所经过的时间为t.图3对图3可以这样来理解:如果物体不受重力作用,经时间t和T后,分别到达A和B点;而实际上物体是受重力作用的,所以物体的实际位置是A＇和B＇点.在位移矢量三角形△OBB＇中有sinθ=gT~2/2υ_0T(?)T=2υ_0sinθ/g…①cosθ=X/υ_0T(?)x=υ_0Tcosθ将T值代     

向心力的演示

一般物理教科书中讲向心力时往往从匀速圆周运动谈起,因而学生常常误认为只有在全圆周上以不变角速度运动的物体才受到向心力,而不了解在任意一段圆弧上运动或在任何曲线上运动的物体,不管是否匀速,总是受到向心力的。单摆的运动就是在一段圆弧上的变加速运动。中学物理教学中,常遇到计算单摆运     

能通过圆弧最高点又不脱轨的条件到底是什么?

湖北省某重点中学所编《高考总复习教程(物理)》练习37的第9题及答案如下:如图1所示,是竖直平面内半径为R,高为h的圆弧轨道,一个物体从轨道底端冲上弧面,若不计空气阻力和摩擦,欲使物体通过圆弧顶点而又不脱离弧面测物体在圆弧底端时的最小速率为_____,最大速率为_____.答案分别是2gh~(1/2gh)和(2gh gR)~[1/(2gh gR)].     

带电粒子驰骋3种圆形边界磁场

质量为m、电荷量为q的带电粒子（重力不计）,以速度υ垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,将做轨迹半径为r的匀速圆周运动,由于其射入点和射入速度不同,造成它在磁场中运动的圆弧轨迹、轨道半径、偏转角度等各不相同.下面就带电粒子通过3种圆形边界磁场时的运动规律进行分类解读,供参考.     

三解摩擦力做功

题质量为m的小滑块(可视为质点)以恒定速率v沿半径为R的竖直圆轨道运动,已知滑块与轨道间的动摩擦因数为μ,试求滑块从轨道最低点运动到最高点过程中摩擦力做了多少功?     

高三物理复习中两个疑难问题浅析

笔者在高三的教学过程中,发现两个类型的问题历年来很多教师分析不够,只教给学生结果,导致学生死记解题方法,对问题依然存在疑问,不甚理解,很难达到触类旁通,成为能力的教学目的。下面就这两个问题的课堂教学谈谈笔者的粗浅看法:*问题一:如图一所示,带有1/4圆弧的物体静止在光滑水平面上,圆弧面也是光滑的,物体质量为M,质量为m的小球从圆弧最高点A由静止开始滑下,问滑到B点时小球的速度,已知圆弧半径为R。对此题,教师一般给出下面解法:小球到B点时应具有水平向右的对地速度,令为V,M具有水平向左的对地速度,令为V′,则由水平方向的动量守…     

滑板能不能到达轨道的最高点——对一道学业水平测试题的解剖

2007年江苏省普通高中学业水平测试物理(必修科目)试卷第28题如下:题目滑板运动是陆地上的一种"冲浪运动",滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作,给人以美的享受.如图1是模拟的滑板组合滑行轨道,该轨道由足够长的斜直轨道、半径 R_1=1 m 的凹形圆弧轨道和半径 R_2=1.6 m 的凸形圆弧轨道组成,这三     

例谈物体运动速度取到最值的一条普遍规律

在物理教学中,常会有这样一类问题,某运动物体,其受力方向与运动方向的夹角在时刻变化.求运动过程中,该物体速度的最值大小和方向.对于这样一类问题的处理,学生普遍反映困难较大.其实要是掌握了这类问题内     

数理化园地(35)

数学已知二次方程 mx(x-1)+x+m-y=01)证明:m≠0的实数时,方程表示抛物线;2)对于 x 的任意值,要使 y>0,求m 的范围;3)在此范围内求此曲线顶点轨迹的标准方程,并画图;4)证明在此范围内 y 没有最小值。(高富德供稿)物理有一单摆,摆长为 l,摆锤质量为 M,挂在 O 点,摆从水平位置自由摆下,摆锤到达最低点时与一质量为 m 的物体碰撞,碰撞后摆锤以原来1/3的速度继续摆动,求物体 m 碰撞后获得的动能。     

从这道高考题的数据失误谈两物体正碰后的速度取值

1986年广东省高考物理第二试卷第三题,由于数据随意给定,导致了失误,笔者从中探求了两物体正碰后速度的取值规律,供大家参考。一、从这道高考题的数据失误谈起题目:如图所示.重物M质量为1.0千克。以10米/秒的初速度沿水平台面从A点向右运动,在B点与质量为0.20千克的静止小球m相碰撞,结果重物M落在地面上的D点.已知重物M与台面AB间的滑动摩擦系数为0.10,图中AB长9.5米,BC和CD均     

滑板能沿凸形圆弧轨道滑到顶点吗?

1问题的背景2007年江苏省普通高中学业水平测试(必修科目)物理试卷中第28题:滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”.滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作,给人以美的享受.如图1是模拟的滑板组合滑行轨道,该轨道由足够长的斜直轨道、半径R1=1m的凹形圆弧轨道和半径R2=1.6     

最小压力的位置究竟在哪里?

问题:人用细线牵引一小球,使小球在竖直平面内做圆周运动,在小球运动一周的过程中,人对地面压力的最大值、最小值分别是多少?假设人的质量为M,小球的质量为m,小球运动到最高点的速度为v_0,小球运动的轨道半径为r. 对于这一问题,很多人认为:最大压力出现在小球运动到最低点,若小球运动的速度v,最大压力为Mg+m(g+v~2/r);最小压力出现在小球运动到最高点,最小     

一个重要的临界条件——v_(相对)=0

临界问题广泛地存在于中学物理中,每一个具体的临界问题都存在一个特殊的转换状态,这个特殊的转换状态称为临界态。临界态需满足一定的物理条件,这个物理条件称为临界条件。一般说来,不同的临界条件对应着不同的临界问题。然而很多的临界问题虽然物理过程或物理本质不同,却对应着同样的临界条件。根据临界条件的不同,将众多临界问题归类是分析解决临界问题的一种行之有效的方法。本文将就临界条件为“υ_(相对)=0”的一类临界问题归纳阐述。 一、υ_(相对)=0是运动物体上升还是下降的临界条件 大家知道,当运动物体在竖直向上方向做减速运动时,若其竖直向上的分速度为零,则物体到达最高点,这是以地为参照物得出的结论。当物体甲以另一运