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案例: 下面为一道物理习题和某同学的解答过程。 题目:如图7所示,在竖直平面内有由1/4圆弧AB和1/2圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R,BC弧的半径为R/2。一小球在A点正上方与A相距R/4处由静止开始自由下落,经4点
案例: 下面为一道物理习题和某同学的解答过程。 题目:如图7所示,在竖直平面内有由1/4圆弧AB和1/2圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R,BC弧的半径为R/2。一小球在A点正上方与A相距R/4处由静止开始自由下落,经4点
admin
2021-03-27
3
问题
案例:
下面为一道物理习题和某同学的解答过程。
题目:如图7所示,在竖直平面内有由1/4圆弧AB和1/2圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R,BC弧的半径为R/2。一小球在A点正上方与A相距R/4处由静止开始自由下落,经4点沿圆弧轨道运动。
(1)求小球在A、8两点的动能之比;
(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。
解:(1)设小球的质量为m,小球在A点的动能为E
kA
由机械能守恒得E
kA
=mgR/4,设小球在B点的动能为E
kB
同理有E
kB
=5mgR/4,则有E
kA
:E
kB
=1:5。
(2)若小球能沿轨道运动到C点,则小球在C点的速度大于0,由机械能守恒有mgR/4=1/2mv
C
2
,可知v
C
>0,因此,小球可以沿轨道运动到C点。
问题:
针对学生解题过程存在的问题,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:在学习圆周运动时,我们说小球恰好通过最高点时,小球的受力特点是怎样的呢? 生:小球只受重力。 师:此时的向心力是怎样的? 生:重力提供向心力,向心力大小等于重力。 师:那么对于此题,小球能够到达C点的临界条件是什么? 生:哦!小球恰好通过C点的时候应该是重力提供向心力,此时轨道对小球的支持力等于零。 师:所以这道题第二问应该怎么做? 生:小球在C点所受轨道的正压力N应满足N≥0,设小球在C点速度大小为v
C
,由向心力公式有[*],所以v
C
应满足[*]由机械能守恒有[*]即[*]因此,小球恰好可以沿轨道运动到C点。 师:很好,看来大家都明白了。
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
教师资格
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