拖着东西走2
方桌上摆一条横贯的纸带,纸带左端与桌边对齐,桌子中间位置纸带上面放置一枚硬币,硬币与纸带的滑动摩擦系数为u1,与桌面滑动摩擦系数为u2。以加速度a拉动纸带向右运动,保证硬币不掉落到桌下,求a。
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孩子最近没留什么难题,这题老师给写了几个公式,也没讲,她做出来了,费劲,就想和我讨论一下思路。
1、老套路,还是复原运动过程。
孩子会两头堵了。如果慢拉纸带,蜗牛一样加速,硬币不滑动,肯定直接被拉到桌下;如果以一秒就加速到第三宇宙速度的加速度拉纸带(挺能拽),硬币几乎都原地不动;那么必然有一个a,使得硬币刚好落在桌边上。所以要求的a就是个区间,从那个特殊的a到无穷大。忍不住插了一句,那么大的加速度,纸带不断吗?挨了她恼羞成怒的一拳......孩子看了看说,顶多不是无穷大呗,给我几个条件,我能把那上限求出来。
1)复原这个特殊的a时的运动过程。纸带加速,硬币受到u1mg的摩擦力,加速运行;纸带拖走以后,硬币受桌面的阻力u2mg,减速运行,到桌边刚好停住。
2)画出硬币运动的v-t示意图。
2、找条件和关系。先设些列明显必要的参数:桌子宽度l,硬币质量m。然后按S、v、t、a、f拉网找条件和关系。(复牌:找条件也是有方法的,是可以全抓出来的,尤其是看了几遍还感觉缺条件的时候。)
1)S的关系:
明显的,硬币运动的距离为0.5l,设硬币在纸带上运行的距离为S1,则硬币在桌子上滑动的距离为0.5l-S1,纸带与硬币一起运行的距离为0.5l+S1
2)v的关系:
硬币初速度和末速度都为零,硬币在桌面滑动的初速度(v-t示意图中的v1),是纸带加速过程的末速度。
3)t的关系:
纸带与硬币一起运动,自然是t相同。
4)a,f,没有特殊的,前面已经得到了。
3、根据关系列方程。
1)S1=0.5u1g(t1**2).......注:平方就这么表示了,打不出来,t1**2=t1*t1
设减速过程运动距离为S2,明显可用Vt方-V0方=2as这个公式,S2=(-(u1gt1**2))/2*u2g,由S1+S2=0.5l,得到一个方程,我就不写了,里面只有t1和l是未知的。
2)根据关系3),t纸带=t1,纸带和硬币一起运行的距离关系,得到方程:S纸带-S1=0.5l,代入得0.5a(t1**2)-0.5u1g(t1**2)=0.5l
4、两个方程三个未知数,再也找不到别的关系了,没别的办法,只有求出a来,看a到底是个什么表达式。(这样的题经验上肯定是最后u1和l最后都会消失)
到这一步,问题来了,孩子说,我算这样的东西,越算越乱,常常最后就找不到北了。孩子真正的问题其实是在这儿!
想起了光韵提过的二元一次方程问题,那个有XY的(刚好想起来,有XY的是二次,二元二次了),我孩子,也是一样的问题。带孩子做,发现孩子对带不定参数的方程极其不适应,移项、同乘同除、简化中间过程,统统憋半天,当时就琢磨了,这部分知识到底在哪里讲过呢?怎么给孩子补和练呢?初中书我都看过,没有明确的讲过,高中书学过的,也没有,要我感觉,肯定是高中以前的知识。
带孩子做完,l和t1都消失了。还发现,孩子对这样一堆可变参数包含分式的结果,不知道怎样简单表达,不知道这个结果该写成什么样,说起来,还是小学知识不牢,从感觉上也该知道怎样写最利索。
结果有了,然后就是让孩子理一下思路,自己说一说,用白话也可以,随便讲,然后是补充和表扬鼓励。都是拖着东西走,题有很多类似的地方,但还有变化,如果自己没理解,只套题型一定很难做,理解了千篇一律。
又补充问了仨问题:
可变参数是什么东西。孩子基本讲准了,补充了点儿:可变参数某种程度上看也是个函数变量,也存在映射关系和取值范围,只是在解决问题时如果全变化,会过分复杂,因此当作已知简化研究而已。
硬币的尺寸对结果有影响没有。因为前些日子煤饼那题,想起问这个,孩子琢磨了一下,看出了没影响。
为什么两个方程,解决了三个未知数?从数学上怎么解释,从物理上怎么解释?要写就太多了,略。
孩子上学去了,我又琢磨了琢磨孩子那解方程的问题,感觉还是练练遇到的。晚上孩子一上车就告诉我,她今天又遇到类似的乱七八糟的方程,仔细作了作,会了。
从辅导自己孩子来看,孩子学新知识并不难,难的是运用,基础知识没有不容易讲明白的。而运用就是能力,尽管能力与知识是缠绕在一起的,随着知识量的增加,能力也在增长。但某种程度上看,这个能力和知识还是有区别的,知识的积累,不一定都带来能力,没有能力知识就是死的,在学习中遇到跨越性的阶段就容易出问题。有了能力,那么学习就不是问题了,到多高的阶段,也都是这套路子,那些完全不用家长操心的孩子,就是印证。授人以鱼,不如授人以渔,这个虽然在这里牵强了一些,但还有那么一点点接近的意思。
看过孩子的教科书,能看出高中很注重这个能力的培养,比可怜的初中生们要幸福多了。我相信老师教学也一定重视培养学生的能力,只是孩子接受能力上有差异,当然了,老师的能力也是一方面,好学校的老师,学生普遍水平好估计也就好在这里,大方向看,一定不是比谁压的题多和准。这方面的确是咱们家长辅导孩子的缺项,尽管还在不断尝试,依然是没个正儿八经的头绪。
那么培养我说的所谓能力,就一定是做复杂题?不一定,任何一道孩子觉得有问题的题,比如上面这道题,都可以发挥,感觉还是复杂题效果好一些。当然了,也不是做一大堆复杂题就一定能解决,比如奥数,比如各种题册,似乎还得看孩子能不能在这个过程中得到提高。孩子没那么多时间,肯定得找平衡,尽可能去得到最多,象我给孩子讲这么一道题,也占用孩子不少时间,好在现在孩子压力还没那么大。
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