趙登世
題目 如圖1,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定直桿上,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,由靜止開始運動.不計摩擦,a、b可視為質(zhì)點,重力加速度大小為g.則
A.a落地前,輕桿對b一直做正功
B.a落地時速度大小為[KF(]2gh[KF)]
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
試題解析 從a、b兩物體速度牽連關(guān)系入手可知a落地時b的速度為零,對a、b組成的系統(tǒng)應(yīng)用機械能守恒,可得出B選項正確.由于b物體初速度為零,末速度也為零,而中間速度不為零,對b用動能定理可知a落地前輕桿對b先做正功后做負功,故A選項錯誤.又由于輕桿對b先做正功后做負功,所以輕桿對b的力是先向右下方的推力、瞬間為零后變?yōu)橄蜃笊戏降睦Γ膳nD定律可知,輕桿對a的力是先向左上方的推力、瞬間為零后變?yōu)橄蛴蚁路降睦?,故a的加速度先小于g,瞬間等于g,而后大于g,C選項錯誤.從b受力情況可知,a落地前某一瞬間輕桿對b的力為零,這一瞬間b的速度最大,a的機械能最小,所以b對地面的壓力大小為mg,D選項正確.
學(xué)生解答困難的原因分析:
(1)學(xué)生如果找不出a、b兩物體速度牽連關(guān)系,或者分析不出a落地瞬間b的速度為零這一現(xiàn)象,就會盲目認為輕桿對b的力一直是推力,所以輕桿對b一直做正功, a下落過程中,其加速度大小始終不大于g,這兩個錯誤答案.
(2)桿的彈力可能是拉力、也可能是推力、還可能不沿著桿,往往需要綜合其它情況,如運動情況、能量轉(zhuǎn)換情況、做功情況來綜合分析.學(xué)生分析不出b的速度先增后減,就很難分析出桿的力如何變化.
總之,2015年全國統(tǒng)一考試理科綜合(新課標2)第21題是命題專家精心設(shè)計的一個好題,是源于生活又高于生活的一個好題.這是一個值得教師和學(xué)生反復(fù)玩味和賞析的好題.