高三二轮复习学生在竖直平面内物体运动问题中的易错原因分析
2021-09-10刘文海
刘文海


摘 要:教师在二轮复习教学中,要把握新课标高考试题的趋势和特点,观察学生的思维过程,有针对性地选择易错题型,对题目中的陷阱不直接告知,通过分析讲解,梳理对概念和规律的准确理解;师生互动,在纠错过程中吸取教训,梳理沉淀的典型模型,归纳总结,提高学生分析解决问题的能力,重视理解,重视变化,重视对比,重视方法,进而提升成绩。
关键词:二轮复习;过程分析;易错原因
例1 如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时轨道的压力等于其重力的14/3倍。取g=10m/s2。
(1)H的大小?
(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由。
(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?
(4)小球P落到轨道上F点后,沿轨道到达B点时的速度VB大小是多少?对轨道的压力NB是多少?
解:(1)P从C到A做自由落体运动,从A到D做变速圆周运动,从C到D仅重力做功,机械能守恒,mgH=mvA2= mvD2-mg* ,在D点F向=FN=mvD2/()=mg
解得vD2=gR,故H=vD2/2g-=10m
(2)vOmin=,若要滑动到O点,Ep≥EOmin,即mvD2-mg*≥mvOmin2
ED= mvD2-mg* =mgR
EOmin=mgR,由于Ep>EOmin,故小球能冲上O点
(3)由D到O,ED=EO得 mvO2=mvD2-mg=mgR
故vO=
P点从O飞出直至落到轨道上F点,做平抛运动
x=v0t=Rcosθ
y=gt2=Rsinθ
sinθ=gt2/2R=
cosθ=vOt/R
又有x2+y2=R2
即t2+g2t4=R2
t=1s
解得vFx=v0=10m/s
vFy=gt=10m/s
vF=(vx2+vy2)=10m/s
(4)在F点处,小球落到轨道前瞬间:
v法=vFxcosφ+vFysinφ
v切=vFycosφ-vFxsinφ
接触后由于轨道支持力及重力法线分量的合力的瞬间冲量作用,
v法=0,仅剩切向分量v切
从F到B,mg(R-y)+mv切2=mvB2
vB= (v切2+2g(R-y)),在B点NB’-mg=mvB2/()
NB’=NB=m(g+2vB2/R)
(4)错解思路:忽略球到达F处后沿着轨道运动,即法线方向上完全非弹性碰撞,速度减为0这一条件,认为球动能不变,仅速度改变了方向,从而得出错误的轨道上的初速度。……
