案例:某同学对一道习题的解答如下: 题目:如图所示,空间有水平向右的匀强电场E与垂直纸面向外的匀强磁场B。竖直固定的绝缘长杆上套有一个带正电的小球,带...

作者: tihaiku 人气: - 评论: 0
问题 案例:某同学对一道习题的解答如下: 题目:如图所示,空间有水平向右的匀强电场E与垂直纸面向外的匀强磁场B。竖直固定的绝缘长杆上套有一个带正电的小球,带电量为q、质量为m,小球和杆间的动摩擦因数为μ,且mg>μqE。现使小球由静止释放,求小球在下滑过程中的最大加速度。 问题: (1)指出学生答题的错误,分析答错的可能原因;(5分) (2)设计一个教学片段,帮助学生正确分析和解答该习题。(15分)
选项
答案
解析 (I)该生错误地认为物体受到垂直于运动方向的力,就会产生摩擦力,于是错误地认为洛伦兹力、电场力均会产生摩擦力。该生没有理解题中物体的运动过程,没有理解摩擦力的产生的条件,以及在该运动过程中摩擦力大小的变化。 (2)老师:对于这类问题的研究思路是怎么样的 学生:先考虑物体受力情况,然后分析运动情况。 老师:这个题目的关键在于摩擦力的变化情况,你还记得摩擦力产生的条件吗 学生:首先要先有弹力.然后接触面粗糙。 老师:好。你能试着分析一下运动过程中的弹力的变化吗 学生:开始时静止,受到重力G、向左的支持力Ⅳ、向上摩擦力,,向右的电场力F。随着小球下滑,速度逐渐增大,此时便产生向左的洛伦兹力,由于水平方向要平衡,所以支持力Ⅳ减小,向上的摩擦力,随之减小。 老师:对,注意这里的摩擦力变化,是因为支持力发生了变化。按照这个思路,你能继续分析一下物体接下来的运动状况吗 学生:洛伦兹力增大到与电场力相等时,此时支持力N=0,所以f=0,竖直方向只受重力,加速度a达到最大,mg=ma,解出a=g接着小球仍然向下运动,速度增大,向左的洛伦兹力增大,此时产生了向右的支持力N,N逐渐增大,导致,又逐渐增大,直到f=G时,达到最大速度口。 老师:对的,那就是说,在整个过程中,加速度逐渐增大到g,后逐渐减小。你能总结一下这一类题的解题思路吗 学生:先分析物体受力情况,分析物体的运动情况,要时刻考虑力的变化情况。

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