解法一:若以地面为参考系,设航空母舰的行驶速度为v,飞机相对航空母舰运动100m所需时间为t,
由 S= at2
解得 t=2 s
航空母舰相对地面的位移为 S舰=2 v,
所以飞机相对地面的位移为 S飞机=2 v+100,
根据 vt2-v2=2aS飞机,
代入数据得 v=(50-10 )m/s.
解法二:若以航空母舰为参考系,设航空母舰的行驶速度为v,飞机初速度为0,飞机末速度为vt=50-v,
根据 vt2-v2=2aS,
得 v=(50-10 )m/s.
案例4:一台起重机匀加速地将质量为m=1×103kg的货物由静止竖直吊起,在2s末货物的v=4.0m/s,取g=10m/s2,不计额外功.求:
(1)起重机在这2s时间内的平均输出功率?
(2)起重机在2s末的瞬时输出功率?
学生作业中出现了以下错解方法:
由速度公式 vt=v0+at
解得 a=2m/s
由位移公式 S= at2
得 S=4m
又因为 F合=F拉-mg=ma=2×103N
V平= =2m/s
所以 P平= F合V平=4×103w
P瞬=F合V瞬=1.6×104w
究其原因:学生对起重机的功率和合力的功率分析、认识区分不够,认为起重机的功率就是合力的功率。
为了达到真正纠错避免再犯类似错误的目的,教师不用急着讲给正确解法,可以这样提问:(1)货物受哪几个力的作用?分别是多大?
(2)各力在这2s内的平均功率和在2s末瞬时功率是多少?
(3)货物所受合力在这2s内的平均功率和在2s末瞬时功率是多少?
(4)起重机给货物提供了是以上的什么力?
通过以上问题分析解决,学生不但对起重机模型有了正确的认识,而且知道如何通过自主探究来纠错,马上找出自己错的原因,从而找出正确解法:
由牛顿第二定律 F拉-mg=ma
得 F拉=ma+mg=1.2×104N
所以 P平= F合V平=2.4×104w
P瞬=F合V瞬=4.8×104w
学生学习中出错是很正常的,对错误的认识和处理,反映了教师的教学理念、智慧和艺术,对待学生学习过程中出现的各种错误,教师要理性分析,智慧的把握各种出现的错误,要注重收集,然后分析研究,归类整理,并充分利用,分步诱导,让学生学会判断,学会取舍,辨析中知错,才能达到真正纠错。
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