2. 从业资格
  3. 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

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

考试题库2022-08-02  55
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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