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教師資格物理筆試備考專題:滑塊木板模型

來源:中國教師資格網  時間:2016-03-13 10:21:29

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滑塊木板模型

滑塊木板模型作為力學的基本模型,是對直線運動、牛頓運動定律以及功能關系的等有關知識的鞏固和應用。這類問題綜合性較強,比較考察考生的專業能力,所以無論在高中的教學中,還是在教師招聘和教師資格考試中,都是一個重要考點。

一.“滑塊木板模型”問題的分析思路

1.模型特點:上、下疊放兩個物體,并且兩物體在摩擦力的相互作用下運動.

2.建模指導

解此類題的基本思路:

(1)分析滑塊和木板的受力情況,根據牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度;

(2)對滑塊和木板進行運動情況分析,找出滑塊和木板之間的位移關系或速度關系,建立方程.特別注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移.

二、“滑塊木板模型”中常見的幾類問題

1.板塊模型中相對滑動臨界問題

下面以2016年上半年教師資格考試學科知識與教學能力《高中物理》中的一道30分的案例分析題為例:

下面是某老師和學生在課堂上討論摩擦力問題的教學片段。

老師:同學們,大家先看屏幕(圖6),誰能說說A、B間的摩擦力有多大?

學生甲:不知道力F有沒有把A和B拉動。

學生乙:對!如果A、B間沒有相對滑動,A、B之間的摩擦力就是靜摩擦力,摩擦力的大小就是10N。如果A、B之間有相對滑動,那摩擦力就是滑動摩擦力,大小為6牛。

學生丙:沒這么簡單吧,老師給的好些數據都沒用到。

老師:對啦!解物理題首先要認真讀題,題中給出的數據都是有用的,哪個數據沒用到,解答一定有問題,這是大家要掌握的。下面看老師怎樣解答這個問題。

問題:(1)上述片段中教師的教學有什么不妥之處?(5分)

(2)學生甲、乙、丙的發言反映其物理學習分別存在什么問題?(15分)

(3)設計一個教學片段,幫助學生理解相關問題。(10分)

這道題拋開考察學科教學論這部分的知識,在物理專業方面就考察了“滑塊-木板模型”中相對滑動的臨界問題。三個學生的對話其實就反映了學生在拿到這種題目的時候一種真實的反應。

甲同學提出的問題:不知道力F有沒有把A和B拉動,其實這個就是這道題的關鍵,要解決這道題,就必須要先判斷板、塊能夠發生相對滑動時臨界力的大小;而乙同學對靜摩擦力的大小還處在一個機械記憶的階段,在思考問題時存在思維定勢,認為靜摩擦力一定等于物體所受的外力,并沒有對于物體的運動狀態進行細致的分析,所以對問題的分析不;丙同學僅僅從“好多數據都沒用到”而對兩位同學的做法提出質疑,缺乏自主分析。

先來說一下這道題的解題思路:

解:對A、B分別進行受力分析:

滑塊木板模型

要知道這二者之間的摩擦力大小,就必須要明確這個摩擦力究竟是滑動摩擦力還是靜摩擦力,也就是要通過滑塊與木板的運動情況,判斷二者究竟有沒有發生相對滑動。根據生活經驗,當力F比較小的時候,二者不會發生相對滑動,但是當力F逐漸增大,它們在某個瞬間就會發生相對滑動了。所以現在的關鍵就在于要找到發生相對滑動的臨界力的大小

根據分析可知,這兩個物體發生相對滑動時那一瞬間有如下特點:

(責任編輯:qgjsks_zyp)

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