刘仁臣 孙亚飞 陆 静

(1. 吉林大学珠海学院,广东 珠海 519041; 2. 上海交大附中嘉定分校,上海 200090)

第37届全国中学生物理竞赛预赛压轴题,来源于生活中磁悬浮列车制动问题,贴近学生的真实情感,在落实和渗透物理学科核心素养的“物理观念”、“科学思维”和“科学态度与责任”等方面都有较好的创新．试题的情景具有现实性、探究性或开放性．考察了安培力、法拉第电磁感应定律、动量定理和牛顿运动定律等,以及学生的模型建构能力和科学推理论证能力．根据高等数学微积分原理定量计算的列车制动时间为无穷大,考察了学生的质疑和思辨能力．

本文依据加速度和速度的定义,灵活运用微元法和积分等思想方法,从多个角度对预赛压轴题第2小问进行了求解,对不同的解法进行了深入的探讨和分析,对求解过程中遇到的时间无穷大问题给予了诠释．符合核心素养导向的物理学科要求在教学中不断为学生提供面对问题、分析问题和解决问题的机会,激发学生的学习兴趣,在探究问题中提升素养和能力,下面给出了具体分析过程．

1 磁悬浮涡流制动题目设计

题目.线性涡流制动是磁悬浮列车高速运行过程中进行制动的一种方式,某研究所制成如图1所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．车厢下端有电磁铁系统固定在车厢上,能在长L1=0.600 m、宽L2=0.200 m的矩形区域内产生沿竖直方向的匀强磁场,磁感应强度可随车速的减……