平均冲击力到底多大?——对人教《物理》必修2一道例题的思考

人教《物理》必修2,第87页

【例题2】

平均冲击力到底多大?——对人教《物理》必修2一道例题的思考

【原分析】

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【原解答】

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【问题发现】

为了加深学生对动能定理的理解,并能灵活应用,我引导学生分析重物运动的全过程,并用动能定理求解重物对地面的平均冲击力,结果大部分学生求解的答案是:8.18×10^3N,求解过程如下:

如图所示,在一次完整的夯地过程中,重物经历了以下几个运动过程:

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从状态1至2,重物在两人拉力作用下向上加速;

从状态2至3,人停止施力后,重物做竖直上抛运动;

从状态3至4,重物做自由落体运动;

从状态4至5,重物撞击地面减速为零;

对重物运动的全过程,由动能定理得

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而教材的答案是:8.3×10^3N!为什么会有“120N”的差别呢?

【问题分析】

通过对两个解答的对比,不难发现:

原解答中把重物的运动分成了两个阶段,第一阶段是由从1到4,第二阶段是从4到5,在计算状态5的速度(即重物刚落地时的速度)时,速度的数值在开根号时进行了近似取值,这样在求解第二阶段的平均冲击力时就造成了“120N”的差别。

【问题反思】

类似问题的数据处理,我感觉在教学中要引起重视,引导学生分析清楚。若在考试中学生采用教材的处理方法,就会给后面的计算带来很多麻烦,浪费很多时间,答案也偏差较大,甚至有些数据影响对物理情景的分析,使题目成为“死题”而无法继续求解,因此在多层设问的计算题中,若前面物理量的答案带着根号(如根2、根3)、分数(如1/3、3/7)等,尽量先不要表示成近似小数的形式,因为在求解后面的物理量时,有时能自动“消去”,从而得到完美的结果!

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