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太有用了!高中物理八大常见错误分析,让你轻松走出误区

作者:新考网  时间: 2017年07月01日 

物理学科作为一门自然科学,既有其贴近生活的一面,又有其抽象的一面,学好物理,要求学生既要有观察能力,能从生活中获取知识,又要有一定的分析和逻辑推理能力,在考试和实际问题的分析中,可能出现错误的知识点很多,具有个性化,但归纳起来也有一定的规律可循,有些错误是常见的,具有普遍性。期末要想考得好,三好公开课少不了!点击阅读原文,免费领取期末圈题课程。

“直接经验”根深蒂固

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在日常生活中,一个物体放在地面上,用力向哪个方向拉物体,它就会向哪个方向运动,这是常见的现象,也是学生在生活中得到的“直接经验”,这种“经验”在学生的头脑中可以说是“根深蒂固”的,直接影响到学生对运动问题的分析。关于物体的运动方向与受力方向,如果单独考察,学生都知道:物体的加速度方向与合外力的方向是一致的,速度方向可以与合外力的方向有任意夹角。但在“潜意识”中,学生总是以为速度方向与合外力的方向相同。

例一个物体静止在光滑的水平地面上,在外力F作用下开始运动,经时间t,保持力F的大小不变,而将力反向,经时间t,再将力F反向……。试分析物体的运动情况。

分析:在此类问题中,学生很容易回答物体做往复运动。其错误的根源就在于认为物体的运动方向总与外力的方向一致。解决此类问题可以运用图象法,即作出物体的V—t图象。如图,从图中可以看出,此过程中物体的速度和位移方向一直没有改变,说明物体是向一个方向运动的。现在对物体进行受力分析时,重力是最常见的,也许正是因为其常见,受力分析时最容易丢掉的就是重力。

丢重力现象

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例小球从距地H处由静止落下,掉进泥潭里,陷入的深度为h,重力加速度为g,求泥潭对小球的平均阻力。

分析:对该题进行分析时,学生知道使用动能定理解题比较方便,但很多学生在计算重力做功时,丢掉了在泥潭中运动时重力做的功,得到的结果是f=mgH/h。而正确答案是f=mg(H+h)/h。

正是这个原因,在高考中曾经连续两年对此过程进行了考察,只是把泥潭换成了软垫,这在高考中是绝无仅有的。

另一方面,学生丢重力的现象还体现在“卫星”问题上,如卫星因为受到稀薄空气的阻力作用,高度逐渐降低的过程中,分析其速度的变化,很多学生错误的认为此过程中只有空气阻力对卫星做负功,卫星的动能减小,所以速度减小,而忽略了此过程中引力对物体做的功。

在处理竖直放置的弹簧问题时,丢重力现象更是常见,学生往往认为从高处落下的物体从接触弹簧就开始减速。重力是最常见的力,在分析受力时应当首先分析重力并画出受力示意图,就可以避免类似问题的出现。

“主观臆断”摩擦力的方向

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关于摩擦力的有无及方向问题,是受力分析的一个难点,多数学生存在着“主观臆断”现象。

例如图所示,物体在力F的作用下静止在固定的粗糙斜面上,现增大力F,分析物体与斜面间的摩擦力如何变化。

分析:在处理这个问题时,多数学生主观的认为,由于物体受推力作用,所以有沿斜面向上运动的趋势,摩擦力一定沿斜面向下。于是得到摩擦力变大的结论。

在分析摩擦力的有无及方向时,我们可以采取假设的方法,对于静止的物体,可以假设无摩擦力,分析物体在其它力的作用下会向哪个方向运动,也就是其运动趋势,那么摩擦力的方向就与运动趋势方向相反。在该题中,我们可以假设没有摩擦力,要分析物体的运动方向,首先要分析推力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力的大小关系,才能得到摩擦力的方向,进而由力的平衡知识判断出摩擦力的变化情况。

不进行受力分析,对运动过程“想当然”

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对物体运动过程的分析,依赖于对物体的受力分析,在解决实际问题中,很多学生往往存在着不进行受力分析,而是“想当然”,分析结果多数是错误的。

例如图所示,小球在重力、电场力和细线的拉力作用下处于静止状态,当剪断细线后,分析小球的运动情况。

分析:在分析问题时,学生知道小球所受的电场力水平向右,所以剪断细线后小球有向右的速度分量。由于重力的作用,多数学生认为小球的运动是类平抛运动。错误的原因是没有对小球进行认真的受力分析:小球受到两个恒力的作用,其合外力亦为恒力,方向沿细线方向,由于初速度为零,所以小球将做匀加速直线运动而非类平抛运动。

再如带电粒子(不计重力)在匀强电场和匀强磁场正交的区域恰好以速度V做匀速直线运动,此时应有qE=qVB,若减小速度V,分析其运动性质时,多数同学认为是类平抛运动,其错误原因也是没有分析偏转时洛仑兹力为变力。正确结论应该是非匀变速曲线运动。

研究对象不明确,造成混乱

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例如图所示,质量分别为m、M的木块和木板静止在水平地面上,木块和木板间动摩擦因数为μ1,木板和地面间动摩擦因数为μ2,今用力F将木板从木块下面拉出。求木板的加速度。

分析:在分析木板的加速度问题时,以木板为研究对象,分析其受力分别为F,mgμ1,(M+m)gμ2,但在运用牛顿第二定律时,学生求得的结果多数是(F-mgμ1-(M+m)gμ2)/(m+M),错误的原因是研究对象不明确。此过程中,研究对象为木板而不是整体,所分析的受力均为木板受的力,则其加速度应为[F-mgμ1-(M+m)gμ2]/M。在分析问题时,首先要明确研究的对象,避免不必要的混乱。

过程分析不清楚,造成错误

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物体的运动情况是和物体的受力相关联的,在处理复杂的力学问题时,我们要在头脑里建立起一个动态模型,对整个过程放“慢镜头”把复杂的过程进行分段,对每一段运用相应的规律进行解决。

例如图所示,质量为m、M的物体A、B静止在水平面上,相距为L,A在水平拉力F的作用下开始运动,经一段时间,撤去F,A与B相撞并粘在一起向前运动,滑行S后停止,已知两物体和地面间动摩擦因数均为μ。求拉力的作用时间。

分析:对该题的分析可以分为以下四个过程:

1、在拉力F和摩擦力作用下做匀加速直线运动。

2、在摩擦力作用下做匀减速直线运动。

3、发生碰撞。

4、在摩擦力作用下匀减速运动直到停止。

在1、2过程中运用牛顿运动定律和运动学公式分析,要注意其加速度不同。3过程中应用动量守恒定律,4过程中再次应用牛顿运动定律和运动学公式。对每个过程列方程即可求得结果。

高考中,任何一个复杂的过程都是由几个简单的过程组成的,要善于把复杂的过程进行分段,把每个阶段搞清楚,问题就会迎刃而解。

对物理量或公式的使用条件及环境不清楚

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在物理学中,对于物理量和公式,要搞清楚其意义及适用条件,防止在不适用的条件下使用而造成错误。

例如:在直流电路中计算电功率时,P=UI适用于计算任何一段电路消耗的总功率,而P=I2R=U2/R只适用于纯电阻电路;在计算电路消耗的热功率时,P热=I2R适用于任何电路,而P热=UI=U2/R只适用于纯电阻电路;再如在交变电流部分,有两个电流,要引起注意,一个是平均电流,另一个是电流的有效值。平均电流是对时间的平均,在计算流过电路的电量时,要使用平均电流。而在计算电流的热效应时,一定要使用电流的有效值。理解物理量的意义和公式的适用条件,可以避免出现不必要的错误。

功、能关系不明确,出现重复现象

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功、能不解决力学问题的两条主线是牛顿运动定律、运动学知识和功能关系,体现功能关系的三个规律是:机械能守恒定律、动能定理、能的守恒及转化定律。在使用机械能守恒定律和能的转化守恒定律时,只需要考虑能量间转化和守恒关系;在使用动能定理时,需要考虑外界对物体做功和物体动能的变化。在运用功能关系解决问题时,学生容易出现的错误是功、能不分,有时会出现重复的现象。

例1个质量为m的正方形闭合线圈从某高处落下,恰好匀速穿过与线圈等宽的匀强磁场,已知线圈的宽度为L,重力加速度为g,求此过程中产生的热量。

分析:此过程中牵涉到重力势能与内能的相互转化,由能的转化与守恒定律可得:Q=2mgL。

学生常犯的错误是:此过程中安培力对线圈做了负功,应该有2mgL-W安=Q,进而去求解安培力做的功等等。其原因就是对所使用规律的内容不清楚,不知道在此过程中安培力做的负功等于电路中产生的热量。

在考试中,题目是多变的,复习时,我们应当把握基本的规律,复习的过程,就是不断消灭错误、不断总结的过程,每消灭一个错误,就等于向前迈进一步。


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