一道力學(xué)單選題的深層剖析

楊清國(guó)　孫洪林

摘要：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題可以不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，而是根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)和物理方法進(jìn)行分析，從而判斷解的合理性，選出正確答案。但是作為教師必須能夠準(zhǔn)確把握習(xí)題內(nèi)涵，本文主要分析一道力學(xué)單選題復(fù)雜的情景過(guò)程，如何簡(jiǎn)要的準(zhǔn)確推導(dǎo)，得到唯一解。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)芜x題;水平動(dòng)量守恒;運(yùn)動(dòng)的合成與分解;非慣性系

一、原題與解答：

原題：（2010年海淀區(qū)高三一模20題）如圖1所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為、傾角為的光滑斜面體，斜面上有一質(zhì)量為的物塊沿斜面下滑。關(guān)于物塊下滑過(guò)程中對(duì)斜面壓力大小的解答，如下四個(gè)表達(dá)式：要判斷這四個(gè)表達(dá)式是否合理，你可以不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，而是根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)和物理方法進(jìn)行分析，從而判斷解的合理性。根據(jù)你的判斷，下述表達(dá)式中可能正確的是（）

解答：一道簡(jiǎn)單的力學(xué)單選題，可以采用特殊值的方法快速得到答案。如果物塊不是放在斜面上，而是在水平面上，即=0的時(shí)候，此時(shí)和之間的作用力應(yīng)該是，此時(shí)的sinθ=0，AB選項(xiàng)的結(jié)果為0，所以AB選項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于選項(xiàng)C，顯然=sinθ是可能的，當(dāng)θ=0時(shí)，結(jié)果為無(wú)窮大，則C項(xiàng)也錯(cuò)誤;因此答案應(yīng)該是D選項(xiàng)。

二、方法點(diǎn)評(píng)

假如斜面靜止，則斜面體對(duì)物塊的作用力為=cosθ.如圖2，由于斜面體是在光滑的水平面上，物塊下滑的同時(shí)斜面體也運(yùn)動(dòng)，一些資料利用機(jī)械能守恒和水平方向動(dòng)量守恒等知識(shí)分析，過(guò)程復(fù)雜，極難推導(dǎo)出結(jié)果，不易理解，目前網(wǎng)絡(luò)上幾乎沒(méi)有精確的分析。

四、轉(zhuǎn)換參考系分析

取斜面體（加速度為、是慣性力）為參考系

對(duì)斜面分析：sinθ=⑥

對(duì)物塊沿斜面平行方向和垂直方向分析：

沿著垂直斜面方向有?? + sinθ= cosθ????? ⑦

解⑥⑦兩個(gè)式子，可得

五、歸納思考

教師分析單項(xiàng)選擇題不僅要講解解題方法，也要深度剖析習(xí)題內(nèi)涵和解的實(shí)質(zhì)。以上例題通過(guò)水平方向動(dòng)量守恒和運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以解答，但是解法繁瑣，轉(zhuǎn)換為非慣性系，就不如傳統(tǒng)思路便于高中生的普遍理解，但能迅速推出結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

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