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发布时间: 2016年05月27日

对一道练习题的讨论

 

高一物理有这样一道练习题:质量m=3kg的物块,受到与斜面平行向上的拉力F=10N,沿光滑斜面向上移动的距离为s=2m. 斜面的倾角θ=30°.求各个力对物体所做的功,以及各力对物体所做的总功. 这道题有利于培养学生的创新思维,很值得讨论和研究。

刚接触该题,你会发现“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”, 容易产生“物块不可能向上运动的错觉,甚至认为命题不够合理”。进一步思考才意识到,物块具有不为零的初速度(即V0>0;设“沿斜面向上”为正方向).这一暗设条件正是该题的“精华”所在,该题的物理情景是:物块沿斜面向上做初速度不为零的负加速运动。

有了上述分析,很容易计算出下面的结果: W=20J,   W=-29.4J,    W=-9.4J  (计算过程略)

        我们喜欢这类留有思考空间的命题,为了巩固和拓展该题的成果,可以再设置下面两个“同族”的例题。

   [例题1]

        质量m=3kg的物块,受到与斜面平行向上的拉力F=16N,沿斜面移动的距离为s=2m. 斜面是光滑的,倾角θ=30°.求各个力对物体所做的功,以及各力对物体所做的总功.

   [略解]  当初速度大于、等于零时,物块“向上”移动,解得:W=32J,   W=-29.4J,   W=2.6J. 

           当初速度小于零时,物块“向下”移动,解得: W=-32J, W=29.4J,  W=-2.6J.

   [例题2]

        质量m=3kg的物块,受到与斜面平行向上的拉力F=5N,斜面与物块的动摩擦因数m=0.30, 斜面的倾角θ=30°.物块沿斜面移动的距离为s=2m.求各个力对物体所做的功,以及各力对物体所做的总功.

    [略解]  当初速度大于零时,物块“向上”移动,解得:W=10J, W=-29.4J,  W=-15.3J,  W=-34.4J. 

          当初速度等于、小于零时,物块“向下”移动,解得: W=-10J, W=29.4J,  W=-15.3J,  W=4.4J.

 


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