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案例: 下面是某老师布置的一道习题和某位同学的解答过程。 题目:如图10所示,一长度为2l的轻杆,一端连接在O点,其中点及另一端各有一个质量相等的球A、B。现将轻杆拉至水平位置后,无初速度由静止释放。当杆运动到竖直位置时,求A、B两球的速度
案例: 下面是某老师布置的一道习题和某位同学的解答过程。 题目:如图10所示,一长度为2l的轻杆,一端连接在O点,其中点及另一端各有一个质量相等的球A、B。现将轻杆拉至水平位置后,无初速度由静止释放。当杆运动到竖直位置时,求A、B两球的速度
admin
2021-03-26
26
问题
案例:
下面是某老师布置的一道习题和某位同学的解答过程。
题目:如图10所示,一长度为2l的轻杆,一端连接在O点,其中点及另一端各有一个质量相等的球A、B。现将轻杆拉至水平位置后,无初速度由静止释放。当杆运动到竖直位置时,求A、B两球的速度。
解:设A球运动到最低点速度为v
A
,由机械能守恒定律可得mgl=1/2mv
A
2
,解得
设B球运动到最低点速度为v
B
,由机械能守恒定律可得mg·2l=1/2mv
B
2
,解得
问题:
针对该同学解题过程中存在的问题,设计一个教学片段,帮助学生解决此类问题。
选项
答案
教学片段: 师:机械能守恒的条件是什么呢? 生:当系统内只有重力或弹力做功时,物体的机械能保持不变。 师:这位同学对学过的知识的记忆很牢固,那么我们根据这个守恒条件来分析A球在下落过程中是否满足机械能守恒呢? 生:A球在下落过程中受到重力和轻杆对它的弹力,弹力不做功,因此只有重力做功,所以机械能守恒。 师:这位同学对A球的受力分析很正确,那么,你是如何判断弹力不做功的呢? 生(思考):可能弹力的方向始终和A球运动的方向垂直,所以弹力不做功。 师:如果确实如此,即弹力始终与A球的运动方向垂直,那么弹力就不会影响A球速度的大小。我们是不是可以得出结论:轻杆对A、B两球不做功,轻杆对两球运动的快慢没有影响。我们现在分别考虑A、B两球在长为l、2l的轻杆下由水平位置开始运动到竖直位置,谁最先到最低点? 生:因为A球的高度低,所以A球最先到最低点。 师:这位同学分析得很有道理。那么我们这道题中,两球显然是同时到最低点的,根据我们刚才的分析,轻杆对小球的运动没有影响,这就产生了矛盾。说明我们刚才的分析有误,因此说明了轻杆影响了,两个小球的运动,大家说说轻杆对两小球都做什么功呢? 生(思考):轻杆阻碍了A球的运动,对A球做负功;推动了B球的运动,对B球做正功。 师:大家说得很有道理,那么A球的机械能守恒吗? 生:不守恒,但是把A、B两球作为系统,弹力就属于内力,满足系统内只有重力或弹力做功,因此这个系统机械能是守恒的。 师:非常好,接下来大家按照这个思路进行计算。大家一定要细心,在计算过程中不要出错,保证正确率,特别是遇到开方计算时,要注意开方的准确性。
解析
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物理学科知识与教学能力题库教师资格分类
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物理学科知识与教学能力
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