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下面是一道作业题及某学生的解答。
题目:如图所示,一个半径为R的半球形的碗固定在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上,线的两端分别系有小球A和B.当它们处于平衡状态时,小球A与0点的连线与水平线的夹角为60°。
求:
(1)小球A与小球B的质量比mA;mB。
(2)现将A球质量改为2m,B球质量改为m,且开始时A球位于碗口C点,由静止沿碗下滑,当A球滑到碗底时,两球的速率为多大?
解:
(1)设绳上拉力为T,碗对A球的弹力为N,根据对称性可得:N=T。由平衡条件:2Tcos30°=mAg对B球受拉力与重力平衡得:T=mBg联立得:mA:mB=3:1
(2)当A球滑到碗底时,A球下降的高度为R,B球上升的高度为/2R,根据机械能守恒定律有
代入数据,解①、②两式即可求得两球的速率。
问题:
(1)指出错误,分析错误的原因,给出正解。
(2)给出教学思路,帮助学生掌握相关知识。
(1)第一问是正确的,第二问错在A球在碗底时,VA不等于VB。错误原因是对于运动的分解不清楚,应将VA沿绳和垂直于绳的方向分解,沿绳子方向的分速度即等于B球的速度VB的大
根据机械能守恒定律有:
(2)师:这个题目中球A、B是通过细绳连接后跨在碗口上而构成一个系统.那么A球下降的同时B球上升,A球下降到碗底时的速度方向是什么?
生:水平向左。
师:对,小球A做曲线运动时的速度方向沿曲线的切线方向。那B球在上升过程中的速度方向是什么?
生:竖直向上,所以球A的速度和B的速度不相等。
师:同学们,B球的速度和哪个方向上的速度大小一致呢?
生:和沿绳方向上的速度大小一致.
师:此时,我们要考虑运动的分解,小球A的速度和沿绳方向上的速度有什么关系呢?
生:可以将A的速度沿绳和垂直于绳的方向分解。
师:对于绳子连接问题一般按这两个方向分解。那看一下A、B球的速度大小之间的关系是什么呢?
师:所以求两个小球的速度转化成求解一个小球的速度了。那么这个系统机械能守恒吗?
生:机械能守恒,除重力以外其他力没有做功。
师:既然机械能守恒,可以列出什么式子呢?
生:
师:很好,这样就可以求出速度的大小了。对于这类题目,只有思路清晰才能正确解出各物理量。
有“泥土诗人”之称的诗人是()。
将下列各项按所表示年龄大小顺序排列,正确的顺序应是( )。
①不惑②垂髫③花甲④加冠⑤而立⑥古稀⑦半百
钱穆在评论中国古代某制度时说,它“可以培植全国人民对政治之兴味……可以团结全国各地域于一个中央之统治”,这一制度是()。
明朝初年强化君主专制的措施是()。
1931年,一位给人们带来光明的科学家重病的消息牵动着世界人民的心,几十名记者为他守夜。每隔一个小时就对外发布一次消息:“灯”还亮着。这位科学家是( )。
在我国历史上,传统音乐与外族音乐、北方与南方音乐进行广泛交流的时期是()。
下列哪部歌剧是瓦格纳的作品()
乐器“缶”的制作材料属于( )。
隋唐至宋,在宫廷宴饮时娱乐欣赏的音乐称为()。
双簧管属于()。