分析模型差異 探究過程特征①

丁楊泉 朱建武

(江蘇省如東縣馬塘中學，江蘇 南通 226401)

在高中物理教學中，常會遇見形同質異的物理問題，如果沒有分析并區分物理模型間的差異，把解決其中一個問題的方法完全套用，去分析、解決另一個問題，會導致錯誤的發生。現以兩道力學多項選擇題為例，進行分析與探討，提出相關的教學建議。

例1(2015年全國卷Ⅱ)：如圖1所示，滑塊a、b的質量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，靜止開始運動。不計摩擦，a、b可視為質點，重力加速度大小為g。則( )。

圖1

A.a落地前，輕桿對b一直做正功

C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于g

D.a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg

例2：如圖2所示，小球a、b的質量均為m，a球靠在光滑豎直墻上，與光滑水平地面相距h，b球放在地面上，a、b用剛性輕桿連接，由靜止開始運動，a、b兩球可視為質點，重力加速度大小為g。則( )。

圖2

A.a落地前，輕桿對b先做正功，后做負功

C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于g

D.a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg

探究1：例2中的小球a能夠一直沿墻面下滑嗎?

不妨假設命題正確，開始運動時b的速度為零，當a落地時速度豎直向下，沿桿水平方向的分速度為零，此時b速度又為零，則b在整個運動過程中必然先加速后減速，而b減速時桿對b有沿桿方向的拉力，同時桿對a也有沿桿方向的拉力，那此時刻會發生a與墻面分離，因此“假設a一直沿墻面下滑”不可能成立。

探究2：a沿墻面下滑到什么位置時會與墻面發生分離呢?

探究3：a與墻面分離后，兩球的運動有什么特點？a落地時b的速度為零嗎?a落地時的速度究竟為多大?

探究4：a沿墻面下滑時，墻面對a作用力的最大沖量多大？a落地前重力對a做功的最大瞬時功率為多大？

綜上所述，分析、處理復雜的物理問題時，務必準確分析和甄別出不同物理模型的本質差異，只有通過探究才能認清物理過程的特征，撥開迷霧、謹防錯解。