这道高中物理经典大题题怎么做啊。。

原来我们高中物理做的一道简单经典的电磁感应题是个缪题!!!
不可能事件&&一道经典电磁感应题的错误&原作者:苏剑林(bojone)&相信高二理科的学生都会做过这样的一道题目:&
水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上,磁感应强度为B,有一根导体棒ab,用恒力F作用在ab上,由静止开始运动,回路总电阻为R,求ab的最大速度。&&对于高二学生来说,这样的题目是很好解决的。只要列出
E=BLv,I=ER,f1=BIL,并根据当匀速运动时速度最大,由受力平衡有f1=F,解得(E:感应电动势;I:感应电流;f1:安培力)
v=FRB2L2&看似非常合理,可是BoJone在进一步分析这个问题时,却发现了很奇怪的现象:它根本不可能达到匀速运动状态!我们从高等数学角度分析一下这个问题。设ab质量为m,其受力是F-f1=F-BIL=F-B2L2vR,由牛顿第二定律得到ma=F-B2L2vR,记p=Fm,q=B2L2mR,得到
s..=p-qs.这是一个二阶微分方程,积分一次就得到s.=pt-qs+C1,并且开始时候位移和速度都为0,有C1=0解方程s.=pt-qs得:
s=C2e-qt+pqt-pq2同样根据开始时候位移为0得到C2=pq2,于是就有
v=s.=pq(1-e-qt)显然,最大速度为Vmax=pq=FRB2L2,结果和高中的经典做法一样。可是,我们惊讶地发现,这个结果的取值,需要t&&。换句话说,根本就达不到这个状态!
思考显然,这个例子说明了教材的命题者并没有经过进一步的思考,草率地出了这一道题目。BoJone不禁提出一个疑问:对于一个中国高中生来说,进行上述分析的确过于苛刻,但是对于一个教材命题者来说,上述过程显然是可以轻而易举地完成的(受力分析,解答二阶线性微分方程),但为什么这一道&谬题&一出再出?难道功利性足以掩盖科学的严谨性?还是高中物理不需要严谨?还是欺负高中生不懂数学分析而随便&蒙混过关&?另一方面,这也告诉我们,不能盲目迷信权威。当我们拥有了更充足的科学知识时,不妨回头看看,对我们曾经&解决&过的问题进行再次分析,或许会有意外的惊喜!&&
ps:我对作者的认真精神感到敬佩,钻研较真的精神很好,这个问题我还真没考虑到过。不过我觉得物理不能全盘用数学来概括,物理不仅考虑其数学严谨性,还是现实的抽象,还要回到现实的。题目并未问多久能达到匀速,只是说匀速下的状态,一定程度的约等也是可以接受的。我说的可能也不恰当。
不过发出这篇文章还是献给每个曾经的高中理科生,一则可以借以怀念那过去的雨季,二则勉励大家在未来的生活中能够认真起来。毛主席讲:&世界上怕就怕&认真&二字!&
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