我的學習群裡全是真大佬 第11章

作者:胖胖的小橘

所以現在這張由七中高三老師自己出題的試卷,他完全可以做到秒殺的程度。

比如這個倒數第二題,這是試卷所有題目裡最難的一道。

關於力學的壓軸題。

【如圖所示,一根長為L、質量密度均勻的柔軟鏈條,其單位長度質量為λ。鏈條即使在鬆弛狀態下也無彈性。初始時,鏈條的一端懸掛在天花板上,另一端剛好接觸地面。現將懸掛端釋放,求鏈條下落過程中,地面對鏈條的作用力F與下落距離x的關係。】

這道題其實已經完全超綱了,它涉及到了變質量系統的動力學問題,也就是那個著名的“萊布尼茨鏈條”模型。

如果一般的高中生,沒有拓展訓練,一般都會用牛頓第二定律F=ma去做。

但這裡有一個巨大的陷阱。

鏈條落到地上,是一個非彈性碰撞的過程,能量是有損失的!

如果用能量守恆,算出來的答案絕對是錯的。

要解這道題,得用動量定理或者微元法積分。

這種題目,放在七中的月考卷子裡,純屬是出題老師腦子抽了,或者是直接從哪套奧賽題庫裡複製貼上沒看清楚難度。

“估計全班沒幾個人能做對吧。”

李東還是高看了七中的同學,其實這道題全年級也沒有人做對。

包括也他自己,當然那月考時的自己。

此時李東的試卷上,這道題原本空白的解答區域裡,已經寫下了一行行工整的算式。

他沒有用高中常規的方法,因為是非彈性碰撞,能量不守恆,所以他直接動用了微積分和動量定理。

【解:】

【設鏈條下落距離為 x,速度為 v。】

【根據自由落體邉右幝�: v^2=2gx】

【對於即將落地的一小段微元 dm=λdx,其動量變化率為衝擊力 F衝】

F衝= dp/dt = vdm/dt = v(λdx/dt)= v (λv)=λv^2

【將 v^2=2gx代入,得 F衝=λ(2gx)=2λgx】

【此時,地面受到的總壓力 F總應為:已落地部分的重力+衝擊力】

F總= G + F衝=(λx) g + 2λgx = 3λgx

也就是說鏈條下落過程中,地面對它的支援力,是它那一刻靜止重力的3倍!

簡單,粗暴,直指核心。

這就是數學工具在物理上的降維打擊。

講臺上江揚還在一道道的講著試卷。

他就沒有像老楊那樣把知識點嚼碎了餵給同學了,而是直接照著答案開始念。

“第一題選B,考的是楞次定律,這就不用多說了吧?送分題。”

“第二題選C,受力分析別搞錯了,正交分解法,建立座標系,x軸和y軸一分,簡直不要太簡單。””

江揚講得快,底下學生卻是聽得雲裡霧裡的。

唯獨江一洲,今天表現得異常活躍。

“老師!這題我知道!摩擦力方向判斷錯了!”

“老師!這題應該用動能定理,比牛二定律快!”

每當江揚丟擲一個問題,江一洲總是第一個搶答,聲音洪亮,眼神還時不時的往後排瞟。

江揚對這種積極的學生自然是喜歡的,忍不住多誇了幾句。

“不錯,江一洲同學基礎很紮實,思路也很清晰大家要多向他學習。”

江一洲聽著表揚,於是就更加賣力的搶答了。

很快,試卷講到了最後。

江揚掃了一眼那道倒數第二題的“鏈條問題”,直接翻了過去。

“好了,倒數第二題太難了,涉及到了變質量問題,超出了咱們的教學大綱,這道題我就不講了,分數我已經給大家都加上了。”

說完他看了看錶:“剩下的時間,大家把錯題改一下,明天當作業交上來。”

“下節課我們再做一套試卷。”

這就是江揚的教學方式,做試卷,照著答案講試卷,如此反覆迴圈。

然而就在這時,一隻手高高的舉了起來。

“老師!”

全班安靜下來,大家的目光齊刷刷的看向了江一洲。

只見他站了起來。

“老師,我的試卷全是對的沒有錯題,那我是不是不用交作業了?”

李東在後排聽得嘴角直抽抽。

這麼顯眼包的嗎?

江揚也沒想到還有這出,愣了一下笑道。

“行,全對的同學可以不用交。”

這話一齣,周圍頓時投來一片羨慕的目光。

江一洲享受著這種萬眾矚目的感覺,但他覺得還不夠。

他又看了一眼講臺上的江揚,突然說道。

“老師,既然還有時間,那道倒數第二題您能不能講講?”

江揚眉頭微微一皺。

“那題超綱了,講了你們也聽不懂。”

“老師,您就講講嘛。”

江一洲依舊不依不饒,臉上帶著自信的笑容。

“萬一我們能聽懂呢?我們也想挑戰一下自己,看看這種高難度的題到底難在哪裡。”

其實江一洲的小算盤打得很響。

這道題雖然難,但他這次物理考了滿分100分。

既然是滿分,那說明這道題他也“做對”了。

雖然是因為老師統一給分,但他下意識就覺得,自己寫在卷子上的那個答案“F=mg”應該是八九不離十的。

他就是想借著這個機會,讓全班看看,就算是超綱題,他江一洲也能啃下來!

江揚現在超級後悔。

他本來是想著出些簡單的題,給這些學生漲漲信心,而且自己也好偷懶摸魚。

結果當時出題的時候沒注意,直接把一道奧賽題給複製了過去。

這題他自己昨晚看答案都看得迷迷糊糊的,什麼衝量,什麼微元,講起來太費勁了。

“這個……”江揚猶豫著,“這題吧,你們真的沒必要……”

“沒關係老師!您講個思路就行!”江一洲大聲說道。

“或者老師您看看我的思路對不對?”

看著江一洲那副咄咄逼人的樣子,李東無奈的搖了搖頭,隨手在草稿紙上畫了一個鏈條下落的受力圖。

“真是……無知者無畏啊。”

然而江一洲好像沒看出江揚的窘迫,依舊在那吵吵,甚至直接丟擲了自己的答案。

“老師,這道題的答案,是不是 F = mg?或者是 F = xgλ?”

江一洲一臉期待的看著江揚。

“我覺得就是簡單的重力平衡問題。”

聽到這個答案,原本還想敷衍過去的江揚,此時也不得不認真起來了。

作為一個物理老師,哪怕他再不想講題,也不能容忍這種原則性的錯誤在課堂上被當成正確答案傳播。

F=mg?

這也太看不起物理學了!

江揚對江一洲剛才積累的好感瞬間變成了負數。

他把保溫杯往桌上一放,也不管是不是會打擊到這個好學生的積極性了,直接冷冷的說道。

“不是!”

第12章 不是?你直接啃費曼?

隨著那句“不是”,江一洲站在原地,臉色難看到了極點。

他剛才有多騷包,現在就有多尷尬。

教室裡的同學看他的眼神中也充滿了戲謔,有些平時看不慣他那副做派的男生,甚至都沒忍住,“庫庫”的笑出了豬叫聲。

江一洲只感覺臉皮燙的厲害,不過他心理素質還不錯。

很快就擠出一個釋懷的笑容,就像剛才的錯誤只是一個口誤而已。

“哎呀,看來是我想簡單了。”

他一邊說著,一邊裝模作樣的重新拿起卷子,眉頭緊鎖,彷彿在進行二次推演。

但實際上,他心裡慌得一批。

為了給自己找個臺階下,江一洲大腦飛速咿D,最後憋出了一個自認為很合理的解釋。

“老師,我覺得這道題可能有歧義。”

江一洲指著題目。

“既然鏈條最後是全部落在地上的,那它對地面的壓力,最終肯定等於它的重力啊。”

“那中間過程,無非就是一個從0增加到mg的過程,所以……”

“我剛才說的F = xgλ,或者是直接等於mg,在某種特定條件下也是成立的嘛。”

聽到這番話,坐在後排的李東忍不住搖了搖頭。

江一洲的這種理解,在他看來簡直就是草履蟲的思維。

他完全忽略了“邉印边@個本質。

鏈條在下落,每一小段鐵環在接觸地面的瞬間,速度會瞬間歸零,動量的劇烈變化會產生巨大的衝擊力。

忽略了這個衝擊力,去談靜力學的重力,這簡直就是對牛頓第二定律的侮辱。

講臺上的江揚臉色也不是很好。

作為物理老師,他可以容忍學生做不出來難題,但他絕對不能容忍這種為了面子而強行解釋的行為。

物理是一門嚴謹的學科,是就是,不是就不是。

“江一洲同學。”

“物理學裡沒有‘我覺得’,動量定理也不會因為你的‘特定條件’而改變。”

他的話讓江一洲,坐也不是,站也不是,恨不得找個地縫鑽進去。

“叮鈴鈴”

救命般的下課鈴聲終於響起了。

講臺上,江揚也沒再理會這個好面子的學生。