贵州省贵阳市民族中学田维金邮编550025
摘要:在高三物理二轮教学复习中,教师可引导学生从正压力的正确分析着手有效复习滑动摩擦力,让学生从中学会定量计算或定性分析滑动摩擦力。这不仅能提高教学复习的针对性和有效性,还能培养学生的思维品质、运用知识和解决问题的能力及创新意识。
关键词:正压力,滑动摩擦力,高三物理,二轮复习,有效性。
引言:在高中物理二轮教学复习中,学生对滑动摩擦力的复习往往找不到有效的复习思路和方法,学习和掌握的知识比较零碎,分析和解决此类问题的思路不清晰,不会将知识进行融会贯通,甚至厌学,从而导致复习效果很不理想。如果教师善于引导学生从正压力的正确分析着手让学生学会定量计算或定性分析滑动摩擦力,将所学知识贯穿起来,进行梳理综合、结构重组,构建知识体系,形成正确的认知结构。这才能有效地、综合性地复习高中物理中的动力学和能量问题,这才提高学生分析和解决物理问题的能力,让二轮复习在学生的心目中不再是那么枯燥而可怕,使二轮复习的效果达事半功倍。
正文:
1.引导学生准确、快速地找到滑动摩擦力中的正压力
在高三物理教学中,对这个公式的应用比较广泛,对滑动摩擦力的定量计算或定性分析也常见。但学生对正压力的理解与应用无疑有些难度,最终导致不能正确求出合力或加速度,于是学生对动力学和能量两大类问题无从下手。因此,我认为引导学生准确、快速找到正压力是关键,只有这样学生才能对滑动摩擦力轻松地进行定量计算或定性分析,才能正确求解或分析合力与加速度,才能正确解决高中物理学中的动力学和能量两大类问题。
众所周知,无论研究对象受多少个力,做什么运动,正压力和支持力N往往是一对作用力与反作用力的关系,力的大小始终相等。基于此,在涉及到解决滑动摩擦力的问题中,找支持力往往比找正压力更简捷、方便。
2.引导学生对滑动摩擦力进行定量计算或定性分析
在动摩擦因数不变的情况下,正压力的变化规律决定了滑动摩擦力的变化规律,正压力的瞬时性决定了滑动摩擦力的瞬时性。因此,在学生学会找到正压力的基础上,教师可引导学生从正压力分析着手来顺利地完成对滑动摩擦力的定量计算或定性分析,以便突破高中物理学中的动力学和能量两大类难点问题。
2.1对滑动摩擦力进行定量计算
在用牛顿第二定律和运动学公式对动力学进行定量的计算中,如果研究对象受滑动摩擦力,那就需要快速、正确地找到正压力,这样才能定量求解滑动摩擦力,才能正确求出合力或加速度,否则学生很难解决动力学问题。
在功和能的具体问题中,若涉及滑动摩擦力做功问题,需要用功的公式求解滑动摩擦力做功,就避免不了对滑动摩擦力大小的求解,于是快速、准确地找到正压力又是一个重要的环节。下面我仅以“水平面上有滑动摩擦力的动力学”为例加以论证。
例1:(2012年.上海高考物理试题)如图1所示,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数?=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角?=53?的拉力F,使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小。(取sin53?=0.8,cos53?=0.6,g=10m/s2)。
解析:令Fsin53?=mg,F=1.25N,当
F<1.25N时,杆对环的弹力向上,由牛顿定
律Fcos?-?FN=ma,FN+Fsin?=mg,解得
F=1N,当F>1.25N时,杆对环的弹力向下,
由牛顿定律Fcos?-?FN=ma,Fsin?=mg+FN,解得F=9N。
2.2对滑动摩擦力进行定性分析
在曲线运动中,由向心力公式知,速率v影响了向心力,向心力往往引起正压力变化。在动摩擦因数不变的情况下,滑动摩擦力大小也随之发生变化。基于此,导致合力或加速度大小发生变化,于是从这个角度分析物体的受力或运动就比较容易了。
又如,由公式知,带电粒子的速率v影响它所受洛伦兹力的变化,若有洛伦兹力提供正压力时,正压力也会发生变化。在动摩擦因数不变的情况下,滑动摩擦力也随之发生变化,导致合力或加速度发生变化,于是从这个角度分析物体的受力或运动也比较容易了。
再如,由公式知,当导体棒中的电流强度发生变化时,安培力会发生变化,若有安培力提供正压力时,正压力也会发生变化,于是在动摩擦因数不变的情况下,滑动摩擦力也会随之发生变化,导致合力或加速度发生变化,基于此,从这个角度也可分析物体的受力或运动。下面我仅以“安培力影响正压力进而影响滑动摩擦力”为例加以论证。
例2:如图2所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN。现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即d=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度V、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是()
解析:根据安培左手定则,金属棒受到安培力方向竖直向上,安培力,初始,安培力小于重力,合力向下,物体加速度,加速度逐渐减小,即为加速度逐渐减小的加速运动,且加速度大小与时间成一次函数关系,直至减小到0,最后阶段安培力大于重力,合力向上,物体开始减速,加速度,方向为负方向,大小逐渐变大,与时间仍然是一次函数关系,对照选项,所以选项C错误而D选项正确。速度时间图像斜率代表加速度,所以选项A选项错误而B选项正确。
3.结论
总之,在高三物理二轮教学复习中,让一些零碎的知识贯穿起来,使之变得简单而直观,这不仅能提高学生学习的兴趣、高效地完成教和学,而且还能使学生的智力、能力得到充分的发展,对教学难点的突破和对教学重点的突出,更有着非常重要的作用。从而使高三物理教学复习达到事半功倍的效果。