高中物理常见易错题解分析Word格式文档下载.docx
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③乙比甲先到中点④无法判断
乙的力气大,乙对甲的作用力大,它们的质量又相同,由牛顿第二定律知甲的加速度大,根据运动学公式:
,可得s甲>
s乙故选②。
日常生活中所讲的力气和物理学中的力有着本质的区别,日常所讲力是根据人的肌肉发达程度而定的,而物理学中的力是指物体间的相互作用。
由牛顿第三定律可知,甲和乙的作用力大小相等,故选①。
分析问题时要根据物理规律,不能被错误的感性认识所迷惑。
2规律应用不完整,条件范围欠思考
高中课程学习中物理规律相对来说较抽象,而且有一定的适用条件和范围,学生对规律的理解不够深刻、全面,这也是学生易错的重要原因。
例2.1甲乙两球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,P甲=5kg•m/s,
P乙=7kg•m/s,当甲球追上乙球时发生碰撞,碰撞后P乙′=10kg•m/s,则两球质量关系可能的是:
()
①m乙=m甲②m乙=2m甲③m乙=4m甲④m乙=6m甲
两球碰撞动量守恒,故有:
m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′;
所以,m甲v甲′=2kg•m/s;
又由P2/2m=Ek,可知:
E甲=P甲2/2m甲=25/2m甲,E乙=P乙2/2m乙=49/2m乙,
E甲′=P甲′2/2m甲=4/2m甲,E乙′=P乙′2/2m乙=100/2m乙
碰撞后能量不增加,故E甲+E乙≥E甲′+E乙′,上式代入得:
25/2m甲+49/2m乙≥4/2m甲+100/2m乙;
即m乙/m甲≥≥
,故选③、④。
在碰撞问题中我们常要考虑三个方面的问题,即动量守恒、能量不增加、是否符合实际情况。
该题前两个问题都已考虑,但忽略了第三点。
甲球追乙球,故
v甲>
v乙,v甲′≤v乙′;
P甲/m甲>
P乙/m乙,P甲′/m甲≤P乙′/m乙;
5/m甲>
7/m乙,2/m甲≤10/m乙;
即
<
m乙/m甲≤5,故本题答案为③。
3题意理解不透彻,关键字句少琢磨
学生大脑中已经形成了不少物理模型,不少习题也在学生的大脑中形成较深的印象,这就极易形成思维定势,对学生的解题产生负面影响。
例3.1一根轻质弹簧悬挂在横梁上,在竖直方向上呈自然状态,现将一个质量为0.2kg的小球轻轻地挂在弹簧下端,在弹力和重力的共同作用下,小球做振幅为0.1m的简谐运动,设振动的平衡位置处为重力势能的零势面,则在整个振动过程中弹簧的弹性势能的最大值为J,系统的总机械能为J。
弹簧伸长量最大时弹性势能最大,即最低点时弹簧有最大弹性势能,故Epm=mg•2A=0.2×
10×
2×
0.1=0.4J。
由机械能守恒定律可知,弹簧和小球在振动的过程中总机械能等于最大弹性势能,所以E=EPm=0.4J。
本题最大弹性势能分析正确。
对于水平方向的弹簧振子,最大弹性势能等于总机械能,但该问题是在竖直方向,还涉及到重力势能,不能随便套用。
据“振动的平衡位置处为重力势能的零势面”,易知小球在初始位置时的重力势能EP1=mgA=0.2J,弹性势能EP2=0,动能EK=0,机械能E=EP1+EP2+EK=0.2J,系统机械能守恒故,总机械能为0.2J。
4对象选取欠灵活,思考角度常单一
在多体问题中,研究对象的合理选取往往决定了解题的繁易,甚至直接影响到结果的得出。
学生的思维不够灵活,不注意研究对象的转换,从而造成错误。
例4.1质量为M的小车在光滑水平面上以速度v0匀速向右运动,当车中的砂子从底部的漏洞中不断流出时,车子的速度将:
()
①减小②不变③增大④条件不足,无法确定
根据动量守恒定律,车运动过程中质量不断减少,故速度将增大。
动量守恒定律的研究对象为系统,即车和砂这个整体。
砂在漏出时水平方向速度并没有改变,故应考虑其动量不变。
该题的错误根源在于研究对象选取不正确,正确的答案为②。
例4.2如图4-2所示,物体A静止在台秤的秤盘B上,A的质量mA=10.5kg,B的质量mB=1.5kg,弹簧的质量忽略不计,弹簧的劲度系数k=800N/m,现给A施加一个竖直向上的力F,使它向上做匀加速直线运动。
已知力F在t=0.2s内是变力,在0.2s后是恒力。
求F的最大值与最小值。
(g=10m/s2)
分析A、B的运动情况可知:
0.2S时A、B间的作用力为零,此时弹簧的作用力为F1,F1-mBg=mBa,F1=kx1;
对A物体有:
F-mAg=mAa,最低点时F2=kx2=(mA+mB)g,再由运动学公式,s=x1-x2=1/2at2,可解得a=6m/s2。
A、B向上运动的过程中,B对A的作用力越来越小,因此0.2S时F最大,由牛顿第二定律得,Fmax-mAg=mAa,解得Fmax=168N;
一开始F最小,F合=Fmin,同理可得Fmin=mAa,Fmin=63(N)。
该题基本思路清楚,但在最后求最小拉力Fmin时出现错误,当加上力F的瞬时,B对A的支持力发生了变化,不再等于A的重力。
此时可把研究对象转换为A、B整体,因为弹簧的弹力不能产生瞬时变化,所以有
Fmin=(mA+mA)a=(10.5+1.5)×
6=72(N)
在分析问题时应注意研究对象的转换,这样在遇到问题时往往会有“柳暗花明”的感觉。
5参考系选取不当,相对运动出混乱
中学物理研究的通常是在惯性系中的问题,物理规律的应用应相对于同一参考系,不能混淆。
参考系的合理选取不仅有利于问题的解决,有时还能使问题得以简化。
相反选取不当,也极易造成运动关系混乱。
例5.1如图5-1所示以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面,桌面上的A处有一个水球沿图中虚线从A运动到B,则由此可判断列车:
①减速行驶,向北转弯
②减速行驶,向南转弯
③加速行驶,向南转弯
④加速行驶,向北转弯
小球向北偏,则车向北转弯;
小球向前运动,是因为小车向前加速行驶,故选④.
我们看到的小球桌面的轨迹是小球相对于桌面的运动情况。
而车厢的运动是相对于地面,它们的参考系不同,不能看成是同一个参考系。
小球由于惯性向前运动,在忽略阻力作用时可近似看成是匀速直线运动,故车厢的相对于小球的运动可看成相对于地面的运动,所以车厢的加速度向后,且向南偏转,故选②。
6受力分析多忽视,错误经验易干扰
受力分析是解决物理问题的关键,虽经过两年的学习,学生在受力分析这一关上吃的亏仍不少,主要问题是基本功不扎实和缺泛受力分析的意识。
例6.1一个质量为m、带电量为+q的不球用长为l的绝缘细线悬挂在水平方向的匀强电场中,开始时把悬线拉至水平,小球在位置A点,然后将小球由静止释放,小球沿弧线下摆到α=600的B点,如图6-1所示,此时小球速度恰好为零,试求:
①匀强电场的场强。
②小球在B点时悬线受到的拉力。
由动能定理:
mglsinα-qEl(1-cosα)=0
易得:
E=
,悬线的张力F即为重力和电场力的合力:
此题问题出在第二问,B点小球的速度为零,但其合外力不为零,试想若合力为零,小球不就静止在B点吗?
由小球的运动情况可知,其实际加速度沿切线方向,向心加速度为零,三力沿圆弧切线和细绳方向分解,易得:
在受力分析的同时不可忽视运动情况的分析,谨防错误经验的干扰。
例6.2如图6-2所示三角形斜劈B静止在光滑水平面上,在斜劈的顶端轻置一个物块A,A物滑到三角形斜劈的底端,已知mA<
mB,对这个过程的叙述中正确的是:
①A滑到底端的速率是
②两物分离时向右,移动的距离一定小于
③斜劈对A的支持力做了负功
④斜劈B的斜面愈光滑,分离时B的速度愈大,位移也愈大
由水平方向的动量守恒和人、船模型易得①④不对②正确。
支持力不做功,故③不对。
分析③选项时受到了错误经验的干扰,即“支持力不做功”。
从力的角度去考虑,如图6-3可以看出力F和位移S的夹角大于900,显然力做负功;
从能量角度看,若支持力不做功,则A的重力势能全部转化为A的动能,而题中有一部分能量转化为B的动能,对A必有其他力做负功,此力显然为支持力。
7过程分析不到位,转换位置易出错
物理过程的分析是解题的核心,不少同学不注重物理过程的分析,往往根据经验,或套用公式导致错误,这在综合题的求解中较常见。
例7.1如图7-1所示质量为M的A物体用托板托着,抽走托板后,它将通过绕过定滑轮的绳牵引质量为m的物体B上升,已知m<
M,原先物体A距地面1m,B物体上方1.45m的C处有一档板,问:
当M/m多大时,B物体在上升过程中可以击中档板。
(g取10m/s2)
A、B从开始运动到落地过程中机械能守恒,
即ΔEP=ΔEK,Mgh-mgh=
mv2;
A落地后B作竖直上抛运动,机械能守恒,B要与C相撞必须满足:
mv2≥mg(H-h),由两式解得:
M/m≥
A、B从开始下落到到落地前的瞬间机械能守恒,但落地后A的动能在对地碰撞过程中已损失,A、B组成的系统机械能已不守恒。
故第一
式应列为:
Mgh-mgh=
(M+m)v2。
解得结果为M/m≥
。
在对物理过程进行
分析时应注意不同过程转换位置的状态确定,认真考虑不同过程所遵循的物理规律。
例7.2如图7-2所示,两滑块质量均为m,分别穿在上下两根光滑的足够长的水平放置固定导杆上,两导杆间距为d,以自然长度为d的轻弹簧连接两物,设开始两滑块位于同一竖直线上且速度为零,现给B块一个向右的水平冲量,其大小为I,此后过程中A能达到的最大速度为。
弹簧形变最大的弹性势能为。
A、B在水平方向上动量守恒,速度相等时最大,即
I=mv0,mv0=2mv,
;
速度相等时距离最大,弹性势能最大,由能的转化与守恒可知:
EPm=
分析A、B的运动情况易看出,只要B在前(如图7-3),弹簧处于伸长状态,则A必受到一个向前的弹力,弹力做正功,A的速度增大。
故不能简单地认为在A、B速度相等时A的速度最大,应该在弹簧再次恢复到原长时。
由水平方向动量守恒和能量守恒易得:
,解得:
vA=v0=
vB=0。
在解决物理问题时应注重分析物理过程,从受力分析入手,并结合物体的运动情况分析,不能凭经验甚至想当然。
8解题思路不严密,思维方法欠科学
高中物理习题的思维方法较多,常见的有数学方法、极限分析法、比较法、近似处理法、图象法等,学生在运用这些方法时往往缺少对题意的进一步揣摩和分析,思维方法不恰当,从而造成错误。
例如图8-1所示质量为m的物块通过细线AO、BO悬于O点,OB与竖直方向的夹角θ=300,物块处于静止状态。
现保持O点的位置不变,OB绳方向不变,使OA绳在竖直平面内缓慢转到竖直方向,OA、OB在水平和竖直位置绳中的张力为多少?
此过程中OA、OB绳中的张力如何变化?
水平位置时OA绳中张力FA=mgtan300,OB绳中张力FB=mg/cos300;
而在竖直位置时FA=mg,FB=0。
故在OA绳转动过程中FA逐渐变大,FB逐渐变小。
该题在判断绳中张力变化时运用了极限思维方法,但没有注意到绳OA中的张力不是简单地单调递增,从而出现了错误。
该处可用作图法(如图8-2),能较直观地判断出FA先减小后增大。
例8-2如图8-3所示,有面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一个正方体木块,木块边长为a,密度为水的密度的一半,水的密度用ρ水表示,开始时木块静止,现用力F将木块缓缓地压到池底,不计摩擦。
求:
①从木块刚好完全没入到停在池底,池水势能的改变量。
②木块从开始下降到刚好完全没入的过程中,力F做的功。
①水面很大,木块没入到池底的过程中水位差可忽略,故ΔEP=0。
②水面高度近似不变,木块缓慢下降位移
,木块下压的过程中,
,
,即,
,F与x成正比,故
,所以
①问是“从木块没入”到“停在池底的过程”,这一过程池水的整体水位高度并没有变化,但局部水位发生了变化,即木块和池底等体积的水位置互换,故
这里不能不加分析地根据“水面很大”就用近似处理法,而要在弄清题意的基础上用等效法处理。
②问中合理地运用了近似处理法,合理地计算出木块的位移。
②问还可以在此基础上运用图象法、等效法算出力F的功,读者可自行思考。
9解题习惯欠良好,规范训练须加强
在考试中因解题欠规范而失分的不在少数,因此良好的解题习惯对学生来说非常重要。
一些同学认为只要考试时认真一点,就不会有问题,这种想法极不正确,因为好的习惯不是一天两天培养出来的,需要长期的积累和训练。
常见的问题有列式不规范、符号使用混乱、无文字说明等,限于篇幅这里不再一一举例说明。
最后,我再次呼吁对错题分析引起足够的重视,学生要整理,教师更要归类和分析。
高三如此,基础年级也应从点滴做起,只有这样才能进一步深入了解学生,真正做到以学生为主体,有的放矢,提高教学效率。
(本文获2004年11月江苏省论文评比二等奖)