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czj739 的博客

 
 
 

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高中物理常见易错题解分析  

2013-03-08 17:29:24|  分类: 教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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F

A

B

4-2

 

进入高三复习阶段,习题教学得到广大教师的高度重视,学生在某些问题上出错,往往不能一次更正,主要原因在于知识并没有完全内化。笔者从高一就开始让学生整理一本自己的错题集,用于对易错概念和规律的反复巩固。平时经常翻阅学生的错题集,定期归类整理,分析学生易错根源,并及时反馈到教学中去,效果良好。本文在学生的共同参与下,旨在对在籍高三学生易错题集中部分力学习题进行归类分析,以期引起广大师生的共同重视。

1概念理解较模糊,感性思维难过渡

经过一轮学习,学生对高中物理知识有了一定的整体认识,但由于高一、高二时学生思维能力的限制,加上时间因素,造成了不同程度的遗忘,学生对物理概念的理解不很清晰,甚至有偏差,易出现错误。

例1.1两互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动一段位移后,力F1对物体做功4J,力F2对物体做功3J,则合力对物体做功为:(     )

① 7J          ② 1J          ③ 5J           ④ 3.5J

学生思路:看到两个互相垂直的力,我马上想到了力的合成的平行四边形定则,而后面的数值3和4又使我迅速想到了勾3股4弦5,便毫不犹豫地选了③。

老师点拔:功是标量,而力是矢量,它们遵循着不同的运算法则,即矢量和满足平行四边形定则,而标量和则只需求代数和。故选①。在解题时不仅要细心更要弄清概念的物理意义。

例1.2有甲、乙二人分别站在两辆相同小车上,上车前测得乙的力气比甲的力气大,他们用手拉着一根绳子的两端,全力以赴想把对方拉过来,若不考虑阻力和绳子质量,且甲、乙质量相等,那么:                     (      )

①两人同时到达中点       ②甲比乙先到中点

③乙比甲先到中点         ④无法判断

学生思路: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。

老师点拔: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:(       )                                                                   

① m乙=m甲     ② m乙=2m甲       ③ m乙=4m甲    ④ m乙=6m甲

学生思路: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。

老师点拔: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。

学生思路: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=0.4 J。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。

老师点拔: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

学生思路: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。


F



A



B



图4-2


老师点拔: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)

学生思路: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)。

老师点拔: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: (      )  


B′



南′



北′



v′



A′



v′



图5-1


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

学生思路: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.

老师点拔: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。


A



E



B



O



图6-1


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。

学生思路: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:

老师点拔: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:


A



θ



B



h



图6-2


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


A



θ



B



h



图6-3



FN



s


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

学生思路: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。

老师点拔: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。


A



h



M



m



B



C



图7-1


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)

学生思路: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≥

老师点拔: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


A



B



图7-2



A



B



图7-3


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            。

学生思路: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= 。

老师点拔: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?


O



B



图8-1



A



θ



A′



F



O



B



图8-2



A



θ



A′



F


学生思路: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。


a



H



图8-3


老师点拔: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。

学生思路: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 。

老师点拔: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。

 

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