首页 > 人教版高中物理课本经典探讨(精附图)

人教版高中物理课本经典探讨(精附图)

发布时间：2022-12-04 12:37:21 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

人教版高中物理课本几幅插图探讨
姚仁勇
（长兴中学浙江长兴313100）

摘要:本文主要针对现行人教版高中物理课本若干插图，结合自身的教学实践进行了思考．对其附带的简单结论，作出较为深入的讨论．关键词:高中物理插图探讨
引言
全日制普通高级中学教科书（必修加选修）物理（以下简称现行教材）几幅插图很值得我们思考，对它们的进一步讨论有助于我们更好的分析问题，提高解决问题的能力，现作一推敲。
一、蛋碎瓦全？瓦碎蛋全？
高一课本在学习《动量定理》时以《绪言》中图0-1“蛋碎瓦全？瓦碎蛋全？”实验作为一个具体应用动量定理的实例，如图1教师用铁锤迅速地砸到瓦片上，击碎了瓦片，并且铁锤速度在作用后为零。而放在海绵上的4个鸡蛋安然无恙，我们称为“瓦碎蛋全”。
一般解释：由于铁锤和瓦之间作用时间很短，记作用时间为△t(10-2s数量级，对铁锤运用动量定理：
图1△p=F·△t,F=△p/△t,由于作用时间很
短，故F很大，根据牛顿第三定律，瓦片受到的作用F与F等大反向，即F=-F，F也很大，对于瓦，在巨大的冲击力作用下碎了，这是“瓦碎”的原因。而鸡蛋由于放在海绵上，缓冲的时间很长，产生的力小，故鸡蛋安然无恙。这是“蛋全”的原因。砖块质量对实验有影响吗？而且对于鸡蛋，在这里有两个过程：打击和缓冲过程，在哪个过程容易碎呢？为了回答这些问题，本人对本实验进行了进一步思考：
（一）、打击过程：对瓦片，砖块，书本，蛋组成的系统研究，质量为M。受力分析如图2所示，系统受力包括重力Mg,铁锤对系统作用力F，以及海绵支持力FN（由于打击时间很短，海绵不发生形变），即FN=Mg
FNFN由牛顿第二定律：Ma=F+Mg-FN=F,系统加速度：a=
FM

Mg
F
对鸡蛋进行隔离，受力分析如图3所示，鸡蛋受到重力mg，
海绵支持力FN，系统其他物体对它的作用力为F1，有：
F1mgMgma
mgF1图3
图2
1

F1Mgmg
FmM

=gM


Fm
mggM
很明显在打击过程中（△t时间内），鸡蛋受到的作用力F1是关于M的函数：形如
yx
ax
>0c（a>0,c均为常数），当x
ax
，x
a
时函数取最大值，即M0
F1
Fmg
时，F1取最小值（图4），由图象可知：0MM0区间上F1随M增加而减小；在M0M区间上随M的增加而增加。考虑到实验中的F'很大，故M0,M0区间，F1是减函数。
所以打击时若把质量较大的砖块换成木块的话，鸡蛋受到的作用力F1将会增大，可能会使“蛋碎”；在本实验中，为了保证“蛋全”，在不直接压碎蛋的情况下适当多放砖！而且容易得到：F1F。
M0图4
M
（二）、缓冲过程：设缓冲时间为t（多次），明显△t<，而系统的动量变化量大小和铁锤的动量变化量大小是相等的。令p1p，缓冲过程中F1减小，FN增大，平均