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1、物理习题变式探究教学海南师范大学附属中学叶海波物理习题变式探究教学是对物理习题作多角度、多方面的变式探究，有意识地引导学生从“变”的现象屮发现不变的木质，从不变屮探究规律，逐步培养学生灵活多变的思维品质，完善学生的认识结构，增强应变能力，提高学生发现问题、解决问题的能力和探索能力。对于3-5的内容，有两个主题：主题一动量、动量守恒例1如图1所示光滑水平直轨道上有三个滑块，A,B,C,质量分别为m人二m©二2m,叫=m,A,B用细线连接，屮间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不接)开始时A,B以共同速度v0运动，C静止，某时刻细线突然断开，A,13被弹开，然后13又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块
2、速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度.解析：设A,B,C的共同速度为v,滑块A与13分开后，B的速度为V,由动量守恒定律可得(口+历)V。二V图1B与C碰撞vg=(mg+mc)v由①②式可求出J二？v°5此题学生必须判断出A,B弹开过程和B,C发生碰撞过程动量是守恒的，让学生理解和掌握动量守恒定律的条件，其条件是系统不受力或所受合外力为零，它考杏了学生的简单推理能力，是道单纯的动量守恒定律应用题。变式一如图2所示，两个质量均为M的物块A,B通过轻弹簧连在-•起，静止在光滑水平面上，另一物块C以一定的初速度向右匀速运动，与A发生碰撞并粘在-•起，若要使弹赞具有最大弹性势能时，A,B,C及弹簧组
3、成的系统的动能刚好是势能的2倍，则C的质量应满足什么条件？解析：设A,C相碰后共同速度为jA与C发生碰撞的过程中动量守恒mcv0=(mc+m)v1图2当弹簧弹性势能最大时，A,B,C具有相同的速度v2由动量守恒定律(mc+m)v1=(mc+2m)v2②乂因为A和C粘合后至A,B,C达到共同速度的过程中，A,B,C组成的系统机械能守恒,所以-(m+mc)v^=-(nic+2m)v；+Ep③又因为E=—(mc+2m)v④14cl联系①②③④式可求得,二m此题在例1的基础上加入了动能和势能的因素，从而变成了一道综合题，因此学生要判断出A,C碰撞过程及A,B,C运动到弹簧具有最大势能时系统动量是守
4、恒的，同时乂要理解当弹簧弹性势能最大时，A,B,C具有相同的速度，还要判断出A和C粘合后至A,B,C达到共同速度的过程屮,A,B,C组成的系统机械能是守恒的，它考查了学生的理解能力和判断能力及推理能力。变式二在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程核下述力学模型类似，两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态，在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道的速度v°射向B球，如图3所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体I),在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后A球与挡板
5、P发生碰撞，碰后A,D都静止不动,A与P接触而不粘连，过一段时间突然解除锁定(锁泄及解锁均已机械能损失),已知A,B,C三球质量为m(1)求弹簧长度刚被锁定后A球的速度(2)求在A球离开挡板P之后的运动过程中弹簧的最人弹性势能解析：(1)设C球与B粘结成D时，D的速度为j出动量守恒有：mvQ=(m+m)vt①当弹簧压至最短时，D与A的速度相等，设为由动量守恒有：2mVj=3mv2②出①，②两式可求出A的速度为V?二-7、(2)设弹簧被解锁后，贮存在弹赞中得势能为E”，由能量守恒，有图3-X2mV?=-X3mV'+E„-①22乙p撞击P后A与D的动能都为零，解除锁定后，当弹簧刚恢复到15然长度
6、时，势能全部转变成D的动能。设D的速度为V3,则有：E=丄X2mV；-②'2J当弹簧伸长时，A球离开挡板P,并获得速度，当A,D的速度相等时，弹簧伸至最长。设此时的速度为v「由动量守恒有:2mV3=3mV4当弹簧伸到最长时，其势能最人。设此时势能为E。由能量守恒有：丄X2mV；二丄X3mV：+Ep—④22由①②③可解得，此题在变式1的基础上又加入了弹簧的锁定和解锁定过程及D与P的碰撞过程，从而使物休的运动变成多过程、多阶段。此题要求学生更在变式1的基础上推理分析the球碰撞B球到弹簧被锁定的过程机械能守恒，而后A球与墙P的碰撞对本题是没有影响的，弹簧解锁后到弹簧仲到最长时系统动量和机械能都是
7、守恒的，它考查学生理解和判断能力及逻辑推理能力。同时还要让•学生理解对一些多过程、多阶段问题，一定要分阶段分析，作好受力分析和过程分析,明确各过程屮能量转化的情况，注意机械能守恒条件的应用和判断，只有对没有机械能损失的过程才能应用机械能守恒定律列方程，由于对问题的不断深入，从而能提高了学生发现问题，解决问题的能力和探究能力。主题二原子结构核原子核例1氨原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的离子，已知基态氨离子
