2015年全国统一考试理科综合(新课标2)第21题赏析お

2016-05-11 01:46赵登世
中学物理·高中 2016年4期
关键词:好题机械能拉力

赵登世

题目 如图1,滑块a、b的质量均为m,a套在固定直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g.则

A.a落地前,轻杆对b一直做正功

B.a落地时速度大小为[KF(]2gh[KF)]

C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g

D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg

试题解析 从a、b两物体速度牵连关系入手可知a落地时b的速度为零,对a、b组成的系统应用机械能守恒,可得出B选项正确.由于b物体初速度为零,末速度也为零,而中间速度不为零,对b用动能定理可知a落地前轻杆对b先做正功后做负功,故A选项错误.又由于轻杆对b先做正功后做负功,所以轻杆对b的力是先向右下方的推力、瞬间为零后变为向左上方的拉力,由牛顿定律可知,轻杆对a的力是先向左上方的推力、瞬间为零后变为向右下方的拉力,故a的加速度先小于g,瞬间等于g,而后大于g,C选项错误.从b受力情况可知,a落地前某一瞬间轻杆对b的力为零,这一瞬间b的速度最大,a的机械能最小,所以b对地面的压力大小为mg,D选项正确.

学生解答困难的原因分析:

(1)学生如果找不出a、b两物体速度牵连关系,或者分析不出a落地瞬间b的速度为零这一现象,就会盲目认为轻杆对b的力一直是推力,所以轻杆对b一直做正功, a下落过程中,其加速度大小始终不大于g,这两个错误答案.

(2)杆的弹力可能是拉力、也可能是推力、还可能不沿着杆,往往需要综合其它情况,如运动情况、能量转换情况、做功情况来综合分析.学生分析不出b的速度先增后减,就很难分析出杆的力如何变化.

总之,2015年全国统一考试理科综合(新课标2)第21题是命题专家精心设计的一个好题,是源于生活又高于生活的一个好题.这是一个值得教师和学生反复玩味和赏析的好题.

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