探究滑块滑板类问题的解题策略

发表时间:2021/8/3   来源:《教育学文摘》2021年3月9期   作者:肖秋芳
[导读] 高考物理科在考查知识的同时注重考查能力,并把对能力的考查摆在首要位置
        肖秋芳
        福建省尤溪第一中学,福建省三明市, 365100   
        摘要:高考物理科在考查知识的同时注重考查能力,并把对能力的考查摆在首要位置.在教学中培养学生的建模能力是提高学生物理学科能力的重要途径,高三物理复习中会遇到多种模型的建立与教学,其中滑块+滑板模型题(就是上、下叠放的两个物体),是综合性比较强的题型,要想熟练地掌握滑块+滑板模型题,除了要有扎实相关的动力学基础知识和必要试题的分析和解题的训练,更重要的是要有正确的解题方法与技巧。
        关键词:受力分析,滑块,滑板,摩擦力,
        
        滑块+滑板模型题,能较好考查学生的受力分析、运动分析、牛顿运动定律、匀变速直线运动运动规律、运动图像、相对运动、动量、能量和功能关系等中学物理的主干知识,要解决好这一类型的题目,首先要明确解题步骤:确立研究对象→受力分析→求出加速度→运动情况。研究对象是滑块和滑板,对滑块和滑板受力分析要注意弄清它们之间的相互作用力,包括滑块与滑板之间的摩擦力,滑板与地面之间的摩擦力分析,运用牛顿第二定律分别求出滑块和滑板的加速度,分清相对滑动,相对静止,静止满足的条件。最后分析运动过程。下面应用这四步进行下面滑块和滑板模型分析。

        基本题型:如图1,在水平地面放着质量为M木板,木板足够长,在木板上放着质量为m木块,M与m之间的动摩擦因素为μ1,木板与地面之间的动摩擦因素为μ2,(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。总共有两种类型:一、有拉力作用、有初速度为0;二、是无拉力作用、有初速度不为0。我们分析有拉力的:
        一、有拉力作用、有初速度为0、
        有拉力作用、有初速度为0.第一种、F作用在m,第二种、F作用在M,这两种情况 F从0开始增大,m与M随着F增大的运动情况?
        1、如图2所示 F作用在m,  开始时M、m都是静止,随着F的增大,到底是M还是m先开始运动,还是M和m一起运动?
        分析:第一步,分别对M,m受力分析,受力分析如图3:求出木板与地面的最大静摩擦力:f2 =μ2(M+m)g,木板M与m的最大静摩擦f1=μ1m g,比较f2、f1    
        ①当 f2> f1 时,随着F的从0开始增大到f1,即F< f1,M与m都是静止;当F> f1时,m开始运动,而M静止不动了,在以后不论F多大M都是静止不动,m的加速度随着F的增大,a=向右加速度运动。
      

        2、如图4,F作用在M上,F从0开始增大m与M的运动情况.  F作用在M,开始时M、m都是静止,随着F的增大,到底是M还是m先开始运动,还是M和m一起运动?
        第一步,分别对M,m受力分析,求出木板与地面的最大静摩擦力:f2 =μ2(M+m)g,木板M与m的最大静摩擦f1=μ1m g,无需比较f2、f1 大小 ,因为M,m之间,不可能是m先动,只有M,m一起运动或者是M,m相对运动两种情况。当F< f2时M.m都是静止。
      
        总结:在教学中教师可以固化学生思路:F作用下,无论是作用在M还是m上,都要先求出他们之间的摩擦力和地面给M的摩擦力,比较大小,判断是M先动,还是m先动,还是M和m一起动。然后再分析下面是相对运动或者相对静止的运动情况。运动一般包括三个过程,静止→相对于地面运动→两个发生相对运动。
        总之这,两大类滑块与滑板运动问题,虽然只分析速度、加速度 、运动情况,但是复杂的滑块与滑板运动问题也是以他为基础,在解题过程中,因为涉及到相对运动条件,两物体加速度比较大小和力比较大小等,学生在分析过程会不知到底是比较力还是比较加速度,觉得比较复杂。所以在教学中教师应该引导学生思考方向,养成良好的科学思维习惯,研究对象的选择,受力分析,建构物理情景、物理过程,规范他们解题步骤,分析到哪一步,下一步需要分析什么,一步步解决,思路清晰,条理清楚,解题不迷茫。然后加以训练。达到熟练掌握。这样在解题教学中可以提高学生科学思维能力──建模能力、分析能力、运用数学能力等 ;也培养学生严谨认真实事求是的科学态度;使得核心素养在高三物理复习中得以落实。
        参考文献:
        1王孝民《建模思想与滑块滑板类问题的分析》J 《中学生物理教学参考 》2016.1
        
        
        
           
           
        
        
        本文系:福建省教育科学“十三五”2020年度教育教学改革专项课题“选课背景下高中物理探究式教学的实践研究”研究成果之一,课题编号:Fjjgzx20-049
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