论文导读:：2011年江苏物理高考第九题分析，教育学论文。
论文关键词：2011年江苏物理高考第九题分析
2011年江苏物理高考试卷的第九题就题型来看好像是很常见，但是加了一个轻质丝绸带，许多学生不知道如何分析，错误率很高，得分率较低，学生无法把所学的内容综合分析且融会贯通。
 题目如下：如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有
（A）两物块所受摩擦力的大小总是相等
（B）两物块不可能同时相对绸带静止
（C）M不可能相对绸带发生滑动
（D）m不可能相对斜面向上滑动
通过调查，这道题出错的同学有不少选择了D选项，究其原因，主要是不知道如何分析轻绸带，还是按没有绸带的方法分析，斜面夹角较小时，两物体相对静止；夹角较大时，两物体都向下滑动。也有部分同学选了A选项，但是理由说不清。下面我们分析一下这道题。
一、定性分析
  先取M、m为研究对象，进行受力分析，它们均受重力、支持力、摩擦力，见右边受力分析图。再取绸带为研究对象，由牛顿第三定律得，轻质绸带分别受到两物体给它的摩擦力作用，这两个力的大小怎么判断呢？最简单的方法是：轻绸带不计质量，又绸带与斜面间无摩擦，绸带只受到两个摩擦力作用，因而无论绸带怎么运动这两个力的大小都相等。也有的学生借助于已学的轻绳模型教育学论文，即如果轻绳两端悬挂物体跨过定滑轮放在斜面两端，由于不计绳的质量、不考虑滑轮与绳的摩擦，无论物体怎样运动，两物体给绳的拉力都相等。以此类推，用轻质绸带替代轻绳，不计质量，且与斜面无摩擦，M、m相当于两边悬挂的物体，绸带受到的摩擦力等同于物体给绳的拉力，由此可推出两物体给绸带的摩擦力应相等。根据牛顿第三定律两物体受到的摩擦力大小相等。
再分析每个物体做什么运动。根据题中条件是在α角取不同值的情况下来判断，我们可以分以下两种情况：
1 在 的情况下
当M、m同时轻放在斜面上时，由于物体受到的下滑力小于最大静摩擦力，两物体相对绸带静止。这还可分为两种情况：第一情况是物块M、m、绸带和斜面整体相对静止。M给绸带的静摩擦力是 ，m给绸带的静摩擦力是 ，由题意可知：M>m，两个静摩擦力大小不等，与前面结论矛盾，所以这种情况不可能论文提纲怎么写。第二种情况是物块M、m和绸带相对静止一起整体相对斜面运动。由已知条件知M>m，两个斜面夹角相等，因而整体随物体M沿斜面向下滑动。物体M与绸带间的静摩擦力与物体m与绸带间的静摩擦力有可能相等，所以第二种情况是成立的。
2在 的情况下
在这种情况下，物体受到的下滑力比最大静摩擦力大，两物体有可能相对绸带运动，这有三种可能：第一是两个物体都相对绸带滑动；第二是物体M相对绸带运动，物体m相对绸带静止；第三是物体m相对绸带运动，物体M相对绸带静止 。第一种情况两物体都相对滑动，则M 受到的滑动摩擦力 ，m受到的滑动摩擦力 ，显然两个力不等，与前面结论矛盾，不可能。第二种情况，M相对滑动，受到的滑动摩擦力为，而m受到的最大摩擦力为，由于M>m，所以m受到的静摩擦力不可能等于M 受到的滑动摩擦力，这种情况也不可能。第三情况物体M 与绸带一起运动，受到的是静摩擦力，其最大静摩擦力为，物体m受到滑动摩擦力为，物体M 受到静摩擦力与物体m受到的滑动摩擦力可能相等，所以这种情况是成立的。
由以上分析可知，无论 角多大，物体M总是相对绸带静止，并一起沿斜面下滑。物体m在条件下，相对绸带静止，沿斜面向上滑动，在条件下，相对绸带滑动，沿斜面向下滑动，所以选项A、C是正确的。
二、定量计算
通过前面的分析，可知道无论角为多大两物体受到的摩擦力总是相等的，具体是多大呢？它随斜面夹角如何改变呢？
1当的情况下
由于M、m和绸带一起运动，两物体受到的都是静摩擦力，由牛顿第二定律可得：取整体为研究对象有 ，以M为研究对象： 。两式联立得： 教育学论文， 。可见随着角的增大，加速度不断增大，静摩擦力也在不断增大。
2当的情况下
物体m相对绸带沿斜面向下滑动，物体m受到滑动摩擦力为，由牛顿第三定律，它给绸带的摩擦力大小为，由前面分析推出，物体M受到的静摩擦力大小也为。由牛顿第二定律：
 ， ，
 ，
可见：在的情况下，如果角增大，两物体的加速度也随之增大，两物体受到的摩擦力大小总是相等，但数值不断减小。
通过分析可知，解题的关键是抓住绸带不计质量、且与斜面无摩擦，判断出绸带受到的两个摩擦力总是相等，再依据这个结论判断物体的运动状态，问题即可迎刃而解。
从学生的错误可看出我们在教学中存在的问题，例如我们重视了轻质弹簧、轻绳和轻杆模型的运用，但对这些模型建立的思维方式及过程分析不够，学生自己根据已有条件建立新模型的能力欠缺，当条件略有变化时，学生不会分析、无从下手，也不会进行知识的正迁移。我们教师在今后教学中应有意识让学生体验并掌握物理分析问题的思维方式，建立起自己的科学思维能力，把知识运用到思维和推理活动中，学会用科学思维的方法去分析问题、解决问题，让学生成为学习的主人、成为想学、爱学、乐学、对未来充满自信的快乐的孩子。
|
