竞赛辅导｜设计新情境 巧妙求时间

“素质教育”要求注重培养学生解决实际问题的能力，而实际问题的相关信息往往不能和物理规律直接对接，这是学生在学习中的最大障碍之一，因此需要学生会建立合理的、最佳的物理情境，巧妙地解决实际问题。下面以几个求时间的具体实例来说明转换设计新的物量情境的重要性。
1化“曲线”为“直线”
例1把一根长为L的光滑钢丝均匀地绕成一个高为h的弹簧，现把该弹簧竖直固定在地面上，让一个小环穿在钢丝上，并使其由静止开始下滑，假设整个过程中弹簧的形变不计，求小环下滑过程中所用的时间。
析与解：小环下滑时，速度和加速度方向时刻在变化，是一个变速曲线运动，但是我们发现改变速度大小的力是重力沿钢丝切线方向的分力，而大小是不变的，即加速度的大小是不变的。因此转换物理情境：把小环沿曲线的下滑转化为沿直线的下滑，即将弹簧以其中心轴为轴展开形成如图1所示的三角形ABC，其中AC＝h，AB＝L。即把曲线问题转变成了直线问题，小环沿弹簧下滑的运动等效为沿直线的下滑运动，把复杂问题简单化了，由运动学公式得：

整理得： 。