對(duì)高一物理一道練習(xí)題的討論

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一學(xué)習(xí)指導(dǎo) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


    高一物理有這樣一道練習(xí)題:質(zhì)量m=3kg的物塊,受到與斜面平行向上的拉力F=10N,沿光滑斜面向上移動(dòng)的距離為s=2m.斜面的傾角θ=30°.求各個(gè)力對(duì)物體所做的功,以及各力對(duì)物體所做的總功.這道題有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,很值得討論和研究。
  
  剛接觸該題,你會(huì)發(fā)現(xiàn)“重力沿斜面的分力(下滑力)mgsinq=3´9.8´N=14.7N”大于“沿斜面向上的拉力F=10N”,容易產(chǎn)生“物塊不可能向上運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺,甚至認(rèn)為命題不夠合理”。進(jìn)一步思考才意識(shí)到,物塊具有不為零的初速度(即V0>0;設(shè)“沿斜面向上”為正方向).這一暗設(shè)條件正是該題的“精華”所在,該題的物理情景是:物塊沿斜面向上做初速度不為零的負(fù)加速運(yùn)動(dòng)。
  
  有了上述分析,很容易計(jì)算出下面的結(jié)果:W拉=20J,W重=-29.4J,W總=-9.4J(計(jì)算過程略)。
  
  我們喜歡這類留有思考空間的命題,為了鞏固和拓展該題的成果,可以再設(shè)置下面兩個(gè)“同族”的例題。
  
  [例題1]
  
  質(zhì)量m=3kg的物塊,受到與斜面平行向上的拉力F=16N,沿斜面移動(dòng)的距離為s=2m.斜面是光滑的,傾角θ=30°.求各個(gè)力對(duì)物體所做的功,以及各力對(duì)物體所做的總功.
  
  [略解]當(dāng)初速度大于、等于零時(shí),物塊“向上”移動(dòng),解得:W拉=32J,W重=-29.4J,W總=2.6J.
  
  當(dāng)初速度小于零時(shí),物塊“向下”移動(dòng),解得:W拉=-32J,W重=29.4J,W總=-2.6J.
  
  [例題2]
  
  質(zhì)量m=3kg的物塊,受到與斜面平行向上的拉力F=5N,斜面與物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)m=0.30,斜面的傾角θ=30°.物塊沿斜面移動(dòng)的距離為s=2m.求各個(gè)力對(duì)物體所做的功,以及各力對(duì)物體所做的總功.
  
  [略解]當(dāng)初速度大于零時(shí),物塊“向上”移動(dòng),解得:W拉=10J,W重=-29.4J,W摩=-15.3J,W總=-34.4J.
  
  當(dāng)初速度等于、小于零時(shí),物塊“向下”移動(dòng),解得:W拉=-10J,W重=29.4J,W摩=-15.3J,W總=4.4J.
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