第65章 物理难题,思路为王(1/2)

数学课带来的震撼余波未平,紧接著的物理课,又將陆扬推到了一个新的“战场”。

江城重点中学的物理老师姓钱,名爱国,是个五十岁上下的微胖男人。与数学老师张建军的严厉锐利不同,钱老师脸上总是掛著一副乐呵呵的表情,讲课风格也相对隨和,喜欢用生活中的例子来解释物理原理。但这並不代表他的课容易“混”。他尤其看重学生对物理过程的理解和分析能力,常常出一些看似简单、实则需要深入思考的题目。

此刻,钱老师正笑眯眯地站在讲台上,手里拿著一个木块和一个带有斜面的木板教具。“同学们,上节课我们学习了牛顿第二定律和摩擦力。今天我们来点有挑战性的,把它们结合起来,看看一个物体在斜面上的运动情况。”

他一边说,一边在黑板上画了一个清晰的受力分析示意图——一个倾角为θ的斜面,上面放著一个质量为 m的物块。

“假设,”钱老师用粉笔在图旁边写下条件,“斜面固定不动,倾角θ= 37°,物块与斜面间的动摩擦因数μ= 0.5。现在,我们给物块一个平行於斜面向上的初速度 v?= 10 m/s。忽略空气阻力,g取 10 m/s2。sin37°≈0.6, cos37°≈0.8。”

他停下笔,笑呵呵地看著台下:“问题来了,请问:这个物块沿斜面向上运动的最大距离是多少?以及,它最终会停在斜面上的哪个位置?”

教室里顿时安静下来,只剩下翻动书页和草稿纸的沙沙声。这道题涉及上滑和可能的下滑两个过程,还要考虑重力分力与最大静摩擦力的比较,判断最终能否静止,计算量和思维量都不小。

“唔……先算上滑阶段的加速度吧?”

“重力沿斜面向下的分力是 mgsinθ,摩擦力也是沿斜面向下,f =μn =μmgcosθ……”

“两个力都阻碍向上运动,所以上滑加速度 a?=-(gsinθ+μgcosθ)……”

“算出来 a?=-(100.6 + 0.5100.8)=-(6+4)=-10 m/s2。”

“然后用 v2- v?2= 2a?s?,算出最大距离 s?=(02- 102)/(2 -10)=-100 /-20 = 5米。”

前排几个物理尖子生很快算出了第一问,脸上露出轻鬆的表情。但对於第二问——物块最终停在哪里,他们开始犹豫了。

“上滑到最高点后,它会滑下来吗?”

“要看重力沿斜面向下的分力 mgsinθ和最大静摩擦力 f_max的大小关係。”

“f_max =μ_s n =μ_s mgcosθ。题目没给静摩擦因数啊?”有个同学疑惑地小声嘀咕。

“对啊,钱老师,没给静摩擦因数怎么判断?”另一个同学也忍不住问道。

钱老师依旧笑眯眯的:“谁说没给?在没有特殊说明的情况下,我们可以近似认为最大静摩擦力约等於滑动摩擦力,也就是静摩擦因数μ_s≈动摩擦因数μ= 0.5。”

“哦……”同学们恍然大悟。

“那算一下,mgsinθ= m 10 0.6 = 6m。”

“最大静摩擦力 f_max≈μmgcosθ= 0.5 m 10 0.8 = 4m。”

“重力分力 6m大於最大静摩擦力 4m!所以它会滑下来!”

“滑下来就好办了,下滑时的合力是 mgsinθ- f = 6m - 4m = 2m。下滑加速度 a?=(2m)/m = 2 m/s2。”

“从最高点静止开始下滑,位移是 5米,用 s?=? a?t2可以算出时间,再用 v = a?t算出末速度……不对,题目问停在哪个位置……”

“它会一直滑到底部吗?”

討论声再次热烈起来,显然,虽然思路逐渐清晰,但具体到最终状態的判断和计算,还是让不少人感到棘手。

李建国也在奋笔疾书,物理是他相对有信心的科目。他快速算出了上滑距离,並在判断下滑后,开始计算下滑过程。他偷偷瞄了一眼陆扬,发现他竟然只是看著黑板,手里拿著笔,却迟迟没有在草稿纸上写下多少东西,似乎又在发呆。

“哼,数学课肯定是蒙的!物理这种需要一步步严谨计算的,看你怎么装!”李建国心里冷笑,更加篤定陆扬只是走了狗屎运。

苏晓蔓也在认真计算,她很快得出了上滑距离,並判断出物体会下滑。但她没有急著算下滑的最终结果,而是秀眉微蹙,似乎在思考整个物理过程的完整性。她偶尔会用眼角的余光瞥向陆扬,那个在数学课上语出惊人、逻辑縝密的男生,在物理课上似乎又恢復了往日的“沉寂”,这让她感到一丝不解和……难以言喻的期待。难道刚才的惊艷只是曇一现?

就在这时,钱老师笑呵呵的声音再次响起:“嗯,大家討论得很热烈嘛!看来思路都差不多了。那……有没有同学愿意上来,把完整的解题过程给大家展示一下?”

教室里安静了一下,几个算得快的学霸跃跃欲试,但似乎又对最终结果不太確定。

钱老师的目光在教室里转了一圈,带著一丝促狭的笑意,最终又落在了那个引发了上午“奇蹟”的身影上。

“陆扬同学,”钱老师的声音带著笑意,“听说你上午在张老师的课上表现很出色啊?怎么样,这道物理题,有没有兴趣跟大家分享一下你的想法?”

轰!

教室里的气氛瞬间又被点燃了!

“钱老师也点陆扬?”

“不是吧,又来?”

“他物理也很厉害吗?我记得他物理好像比数学还差……”

“完了完了,这下要露馅了吧?”

王磊捂住了脸,心里哀嚎:“扬哥,你行不行啊?物理可不比数学,光靠嘴皮子分析可不行,得实打实算出来啊!”

李建国的眼睛骤然亮了起来,嘴角抑制不住地上扬。机会来了!数学课上丟的面子,这下可以在物理课上找回来了!他几乎可以预见到陆扬站起来后支支吾吾、不知所措的窘態。

苏晓蔓的心也微微提了起来,她握紧了手中的笔,目光紧紧锁定在陆扬身上,带著探究和一丝连她自己都没察觉到的紧张。

陆扬心里也是咯噔一下。物理,確实是他前世高中时代最头疼的科目之一,比起数学的逻辑推演,物理更需要对模型和过程的直观理解,还有大量的公式记忆和应用。昨晚虽然在启智的帮助下恶补了数学,但物理这边,还完全没来得及“重装”。

【启智,物理知识模块尚未完成深度学习,当前知识储备评估:e级。无法直接提供完整解题方案。】启智冰冷的声音在脑海中响起。

果然……陆扬心中苦笑。

【但是,】启智的声音没有停顿,【可以启动“辅助理解与逻辑框架”模块。该模块可以帮助宿主解析题目信息,识別核心物理模型,构建解题思路框架,並提示所需关键公式及应用条件。是否启动?】

“启动!”陆扬毫不犹豫地在心中回应。

下一秒,他感觉脑海中关於这道题的信息被迅速解构、重组。那些模糊的物理概念仿佛被一双无形的手梳理清晰,解题的路径像一张流程图一样在他眼前展开,虽然具体的公式细节和计算他仍感生疏,但整个问题的脉络和关键点却变得异常清晰。

他深吸一口气,在全班同学各异的目光中,再次站了起来。

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