分析模型差异 探究过程特征①

丁杨泉 朱建武

(江苏省如东县马塘中学，江苏 南通 226401)

在高中物理教学中，常会遇见形同质异的物理问题，如果没有分析并区分物理模型间的差异，把解决其中一个问题的方法完全套用，去分析、解决另一个问题，会导致错误的发生。现以两道力学多项选择题为例，进行分析与探讨，提出相关的教学建议。

例1(2015年全国卷Ⅱ)：如图1所示，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，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，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( )。

图1

A.a落地前，轻杆对b一直做正功

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

例2：如图2所示，小球a、b的质量均为m，a球靠在光滑竖直墙上，与光滑水平地面相距h，b球放在地面上，a、b用刚性轻杆连接，由静止开始运动，a、b两球可视为质点，重力加速度大小为g。则( )。

图2

A.a落地前，轻杆对b先做正功，后做负功

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

探究1：例2中的小球a能够一直沿墙面下滑吗?

不妨假设命题正确，开始运动时b的速度为零，当a落地时速度竖直向下，沿杆水平方向的分速度为零，此时b速度又为零，则b在整个运动过程中必然先加速后减速，而b减速时杆对b有沿杆方向的拉力，同时杆对a也有沿杆方向的拉力，那此时刻会发生a与墙面分离，因此“假设a一直沿墙面下滑”不可能成立。

探究2：a沿墙面下滑到什么位置时会与墙面发生分离呢?

探究3：a与墙面分离后，两球的运动有什么特点？a落地时b的速度为零吗?a落地时的速度究竟为多大?

探究4：a沿墙面下滑时，墙面对a作用力的最大冲量多大？a落地前重力对a做功的最大瞬时功率为多大？

综上所述，分析、处理复杂的物理问题时，务必准确分析和甄别出不同物理模型的本质差异，只有通过探究才能认清物理过程的特征，拨开迷雾、谨防错解。