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    v—t圖象法巧解板塊模型高考題

    2017-06-19 17:59:08許龍辛淑媛
    中學(xué)物理·高中 2017年5期
    關(guān)鍵詞:高考

    許龍+辛淑媛

    摘 要:板塊模型問(wèn)題全面考察了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功能關(guān)系,尤其對(duì)相對(duì)位移的考察和摩擦力做功的計(jì)算極為突出.近年高考命題中多次出現(xiàn)板塊模型題,為高考命題熱點(diǎn)之一,v-t圖象是解決此類問(wèn)題的捷徑方法,可大大簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程.

    關(guān)鍵詞:v-t圖象;板塊模型;高考;相對(duì)位移

    作者簡(jiǎn)介:許龍(1989-),男,安徽太和人,大學(xué)本科學(xué)士學(xué)位,中教二級(jí),研究方向高中物理教學(xué).

    辛淑媛(1989-),女,安徽太和人,大學(xué)本科學(xué)士學(xué)位,中教二級(jí),研究方向高中數(shù)學(xué)教學(xué).

    “滑塊-木板”問(wèn)題物理模型雖然簡(jiǎn)單,但運(yùn)動(dòng)情境非常豐富.以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ),考察了力與運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題,能全面考察學(xué)生的思維和綜合分析能力,所以此類模型經(jīng)常得到命題者的青睞.由于運(yùn)動(dòng)的多過(guò)程,如果學(xué)生用常規(guī)方法解題經(jīng)常會(huì)顧此失彼,解題條理不清晰,結(jié)果一塌糊涂.而如果用v-t圖象來(lái)求解,能夠簡(jiǎn)單、清晰直觀地得到二者的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,并得出正確答案.同時(shí)圖象是表示物理規(guī)律的重要形式,利用圖象還能加深學(xué)生對(duì)各物理量之間聯(lián)系的認(rèn)識(shí).

    下面通過(guò)2015年的新課標(biāo)卷的板塊模型,簡(jiǎn)述如何利用v-t圖象進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算.

    [2015年全國(guó)Ⅰ卷·25]一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物塊,在木板右方有一墻壁,木板右端與墻壁的距離為4.5m,如圖1-甲所示.t=0時(shí)刻開(kāi)始,小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng),直至t=1s時(shí)木板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短).碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開(kāi)木板.已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖1-乙所示.木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2.求:

    (1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2;

    (2)木板的最小長(zhǎng)度;

    (3)木板右端離墻壁的最終距離.

    由以上兩道高考題的分析,我們體會(huì)了v-t圖象法在解決板塊模型的重要性,圖象可以直觀地表示出各個(gè)物理量之間的關(guān)系,可以形象直觀地描述物理規(guī)律,有助于學(xué)生的理解.

    v-t圖象法不僅是在研究板塊問(wèn)題有所應(yīng)用,在分析傳送帶問(wèn)題時(shí)也有重要應(yīng)用,如在勻速或勻加速運(yùn)行的傳送帶上輕放上一煤塊,求解煤塊在傳送帶上畫(huà)出的黑色痕跡長(zhǎng)度,或者研究二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量,如果用v-t圖象法解題會(huì)非常方便.

    應(yīng)當(dāng)注意的是,近幾年高考頻繁出現(xiàn)以板塊為基礎(chǔ)的問(wèn)題非常多,如2014年安徽卷的第24題,2013年新課標(biāo)卷第35題,2010年海南卷第15題等,這些題目用v-t圖象法會(huì)非常快捷的得到結(jié)果.所以建議教師在平時(shí)教學(xué)中應(yīng)對(duì)v-t圖象的應(yīng)用中應(yīng)有針對(duì)性訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生在利用v-t圖象處理復(fù)雜問(wèn)題的能力.

    參考文獻(xiàn):

    [1]薛峰.巧用v-t圖象簡(jiǎn)化物理問(wèn)題.物理教學(xué)探討[J].2010(11):27-30.

    [2]周亞文.圖象法在2010年高考物理解題中的應(yīng)用.物理教師[J].2011(3),58-60.

    [3]黃尚波.用圖象法巧解滑塊-木板模型問(wèn)題.物理之友[J].2016(3),45-46.

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