高中物理常見錯題分析

1、高中物理常見易錯題解分析江蘇省如皋市丁堰中學(xué) 張畢生 進入高三復(fù)習(xí)階段，習(xí)題教學(xué)得到廣大教師的高度重視，學(xué)生在某些問題上出錯，往往不能一次更正，主要原因在于知識并沒有完全內(nèi)化。筆者從高一就開始讓學(xué)生整理一本自己的錯題集，用于對易錯概念和規(guī)律的反復(fù)鞏固。平時經(jīng)常翻閱學(xué)生的錯題集，定期歸類整理，分析學(xué)生易錯根源，并及時反饋到教學(xué)中去，效果良好。本文在學(xué)生的共同參與下，旨在對在籍高三學(xué)生易錯題集中部分力學(xué)習(xí)題進行歸類分析，以期引起廣大師生的共同重視。1概念理解較模糊，感性思維難過渡 經(jīng)過一輪學(xué)習(xí)，學(xué)生對高中物理知識有了一定的整體認識，但由于高一、高二時學(xué)生思維能力的限制，加上時間因素，造成了不同程度

2、的遺忘，學(xué)生對物理概念的理解不很清晰，甚至有偏差，易出現(xiàn)錯誤。例1.1兩互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體運動一段位移后，力F1對物體做功4J，力F2對物體做功3J，則合力對物體做功為：（ ） 7J 1J 5J 3.5J學(xué)生思路：看到兩個互相垂直的力，我馬上想到了力的合成的平行四邊形定則，而后面的數(shù)值3和4又使我迅速想到了勾3股4弦5，便毫不猶豫地選了。老師點拔：功是標量，而力是矢量，它們遵循著不同的運算法則，即矢量和滿足平行四邊形定則，而標量和則只需求代數(shù)和。故選。在解題時不僅要細心更要弄清概念的物理意義。例1.2有甲、乙二人分別站在兩輛相同小車上，上車前測得乙的力氣比甲的力氣大

3、，他們用手拉著一根繩子的兩端，全力以赴想把對方拉過來，若不考慮阻力和繩子質(zhì)量，且甲、乙質(zhì)量相等，那么： （ ）兩人同時到達中點 甲比乙先到中點乙比甲先到中點 無法判斷學(xué)生思路：乙的力氣大，乙對甲的作用力大，它們的質(zhì)量又相同，由牛頓第二定律知甲的加速度大，根據(jù)運動學(xué)公式：，可得s甲s乙故選。老師點拔：日常生活中所講的力氣和物理學(xué)中的力有著本質(zhì)的區(qū)別，日常所講力是根據(jù)人的肌肉發(fā)達程度而定的，而物理學(xué)中的力是指物體間的相互作用。由牛頓第三定律可知，甲和乙的作用力大小相等，故選。分析問題時要根據(jù)物理規(guī)律，不能被錯誤的感性認識所迷惑。2 規(guī)律應(yīng)用不完整，條件范圍欠思考高中課程學(xué)習(xí)中物理規(guī)律相對來說較抽象

4、，而且有一定的適用條件和范圍，學(xué)生對規(guī)律的理解不夠深刻、全面，這也是學(xué)生易錯的重要原因。例2.1甲乙兩球在光滑水平面上沿同一直線同向運動，P甲=5kgm/s，P乙=7kgm/s，當甲球追上乙球時發(fā)生碰撞，碰撞后P乙=10kgm/s，則兩球質(zhì)量關(guān)系可能的是：（ ） m乙=m甲 m乙=2m甲 m乙=4m甲 m乙=6m甲學(xué)生思路：兩球碰撞動量守恒，故有：m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲+m乙v乙；所以，m甲v甲=2kgm/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

5、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，故選、。老師點拔：在碰撞問題中我們常要考慮三個方面的問題，即動量守恒、能量不增加、是否符合實際情況。該題前兩個問題都已考慮，但忽略了第三點。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，故本題答案為。3題意理解不透徹，關(guān)鍵字句少琢磨學(xué)生大腦中已經(jīng)形成了不少物理模型，不少習(xí)題也在學(xué)生的大腦中形成較深的印象，這就極易形成思維定勢，對學(xué)生的解題產(chǎn)生負面影響。例3.1一根輕質(zhì)彈簧懸掛在橫梁上，在豎直方

6、向上呈自然狀態(tài)，現(xiàn)將一個質(zhì)量為0.2kg的小球輕輕地掛在彈簧下端，在彈力和重力的共同作用下，小球做振幅為0.1m的簡諧運動，設(shè)振動的平衡位置處為重力勢能的零勢面，則在整個振動過程中彈簧的彈性勢能的最大值為 J，系統(tǒng)的總機械能為 J。學(xué)生思路：彈簧伸長量最大時彈性勢能最大，即最低點時彈簧有最大彈性勢能,故Epm=mg2A=0.21020.1=0.4 J。由機械能守恒定律可知，彈簧和小球在振動的過程中總機械能等于最大彈性勢能，所以E=EPm=0.4J。老師點拔：本題最大彈性勢能分析正確。對于水平方向的彈簧振子，最大彈性勢能等于總機械能，但該問題是在豎直方向，還涉及到重力勢能，不能隨便套用。據(jù)“振動

7、的平衡位置處為重力勢能的零勢面”，易知小球在初始位置時的重力勢能EP1= mgA=0.2J，彈性勢能EP2=0，動能EK=0，機械能E=EP1+EP2+EK=0.2J，系統(tǒng)機械能守恒故，總機械能為0.2J。4 對象選取欠靈活，思考角度常單一在多體問題中，研究對象的合理選取往往決定了解題的繁易，甚至直接影響到結(jié)果的得出。學(xué)生的思維不夠靈活，不注意研究對象的轉(zhuǎn)換，從而造成錯誤。例4.1質(zhì)量為M的小車在光滑水平面上以速度v0勻速向右運動，當車中的砂子從底部的漏洞中不斷流出時，車子的速度將： （ ） 減小 不變 增大 條件不足，無法確定學(xué)生思路：根據(jù)動量守恒定律，車運動過程中質(zhì)量不斷減少，故速度將增大

8、。FAB圖4-2老師點拔：動量守恒定律的研究對象為系統(tǒng)，即車和砂這個整體。砂在漏出時水平方向速度并沒有改變，故應(yīng)考慮其動量不變。該題的錯誤根源在于研究對象選取不正確，正確的答案為。例4.2如圖4-2所示，物體A靜止在臺秤的秤盤B上，A的質(zhì)量mA=10.5kg，B的質(zhì)量mB=1.5kg，彈簧的質(zhì)量忽略不計，彈簧的勁度系數(shù)k=800N/m，現(xiàn)給A施加一個豎直向上的力F，使它向上做勻加速直線運動。已知力F在t=0.2s內(nèi)是變力，在0.2s后是恒力。求F的最大值與最小值。（g=10m/s2）學(xué)生思路：分析A、B的運動情況可知：0.2S時A、B間的作用力為零，此時彈簧的作用力為F1，F(xiàn)1-mBg=mBa

9、，F(xiàn)1=kx1；對A物體有：F-mAg=mAa，最低點時F2=kx2=（mA+mB）g，再由運動學(xué)公式，s=x1-x2=1/2at2，可解得a=6m/s2。A、B向上運動的過程中，B對A的作用力越來越小，因此0.2S時F最大，由牛頓第二定律得，F(xiàn)max-mAg=mAa,解得Fmax=168N；一開始F最小，F(xiàn)合=Fmin，同理可得Fmin=mAa，F(xiàn)min= 63(N)。老師點拔：該題基本思路清楚，但在最后求最小拉力Fmin時出現(xiàn)錯誤，當加上力F的瞬時，B對A的支持力發(fā)生了變化，不再等于A的重力。此時可把研究對象轉(zhuǎn)換為A、B整體，因為彈簧的彈力不能產(chǎn)生瞬時變化，所以有Fmin =（mA+mA）

10、a=（10.5+1.5）6=72(N)在分析問題時應(yīng)注意研究對象的轉(zhuǎn)換，這樣在遇到問題時往往會有“柳暗花明”的感覺。5 參考系選取不當，相對運動出混亂中學(xué)物理研究的通常是在慣性系中的問題，物理規(guī)律的應(yīng)用應(yīng)相對于同一參考系，不能混淆。參考系的合理選取不僅有利于問題的解決，有時還能使問題得以簡化。相反選取不當，也極易造成運動關(guān)系混亂。例5.1如圖5-1所示以速度v勻速行駛的列車車廂內(nèi)有一水平桌面，桌面上的A處有一個水球沿圖中虛線從A運動到B，則由此可判斷列車： （ ） B南北vAv圖5-1 減速行駛，向北轉(zhuǎn)彎 減速行駛，向南轉(zhuǎn)彎 加速行駛，向南轉(zhuǎn)彎 加速行駛，向北轉(zhuǎn)彎學(xué)生思路：小球向北偏,則車向北

11、轉(zhuǎn)彎；小球向前運動,是因為小車向前加速行駛,故選.老師點拔：我們看到的小球桌面的軌跡是小球相對于桌面的運動情況。而車廂的運動是相對于地面，它們的參考系不同，不能看成是同一個參考系。小球由于慣性向前運動,在忽略阻力作用時可近似看成是勻速直線運動，故車廂的相對于小球的運動可看成相對于地面的運動,所以車廂的加速度向后，且向南偏轉(zhuǎn),故選。6 受力分析多忽視，錯誤經(jīng)驗易干擾受力分析是解決物理問題的關(guān)鍵，雖經(jīng)過兩年的學(xué)習(xí)，學(xué)生在受力分析這一關(guān)上吃的虧仍不少，主要問題是基本功不扎實和缺泛受力分析的意識。AEBO圖6-1例6.1一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的不球用長為l的絕緣細線懸掛在水平方向的勻強電場中，開始

12、時把懸線拉至水平，小球在位置A點，然后將小球由靜止釋放，小球沿弧線下擺到=600的B點，如圖6-1所示，此時小球速度恰好為零，試求：勻強電場的場強。小球在B點時懸線受到的拉力。學(xué)生思路：由動能定理：mglsin-qEl（1-cos）=0易得： E=，懸線的張力F即為重力和電場力的合力：老師點拔：此題問題出在第二問，B點小球的速度為零，但其合外力不為零，試想若合力為零，小球不就靜止在B點嗎？由小球的運動情況可知，其實際加速度沿切線方向，向心加速度為零，三力沿圓弧切線和細繩方向分解，易得：在受力分析的同時不可忽視運動情況的分析，謹防錯誤經(jīng)驗的干擾。例6.2如圖6-2所示三角形斜劈B靜止在光滑水平面

13、上，在斜劈的頂端輕置一個物塊A，A物滑到三角形斜劈的底端，已知mAmB，對這個過程的敘述中正確的是：ABh圖6-2A滑到底端的速率是兩物分離時向右，移動的距離一定小于ABh圖6-3FNs斜劈對A的支持力做了負功斜劈B的斜面愈光滑，分離時B的速度愈大，位移也愈大學(xué)生思路：由水平方向的動量守恒和人、船模型易得不對正確 。支持力不做功，故不對。老師點拔：分析選項時受到了錯誤經(jīng)驗的干擾，即“支持力不做功”。從力的角度去考慮，如圖6-3可以看出力F和位移S的夾角大于900，顯然力做負功；從能量角度看，若支持力不做功，則A的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為A的動能，而題中有一部分能量轉(zhuǎn)化為B的動能，對A必有其他力做負功

14、，此力顯然為支持力。7 過程分析不到位，轉(zhuǎn)換位置易出錯物理過程的分析是解題的核心，不少同學(xué)不注重物理過程的分析，往往根據(jù)經(jīng)驗，或套用公式導(dǎo)致錯誤，這在綜合題的求解中較常見。AhMmBC圖7-1例7.1如圖7-1所示質(zhì)量為M的A物體用托板托著，抽走托板后，它將通過繞過定滑輪的繩牽引質(zhì)量為m的物體B上升，已知mM，原先物體A距地面1m，B物體上方1.45m的C處有一檔板，問：當M/m多大時，B物體在上升過程中可以擊中檔板。（g取10m/s2）學(xué)生思路：A、B從開始運動到落地過程中機械能守恒，即EP=EK，Mgh-mgh=mv2；A落地后B作豎直上拋運動，機械能守恒，B要與C相撞必須滿足： mv2m

15、g（H-h），由兩式解得：M/m老師點拔：A、B從開始下落到到落地前的瞬間機械能守恒，但落地后A的動能在對地碰撞過程中已損失，A、B組成的系統(tǒng)機械能已不守恒。故第一式應(yīng)列為：Mgh-mgh=（M+m）v2。解得結(jié)果為M/m。在對物理過程進行AB圖7-2AB圖7-3分析時應(yīng)注意不同過程轉(zhuǎn)換位置的狀態(tài)確定，認真考慮不同過程所遵循的物理規(guī)律。例7.2如圖72所示，兩滑塊質(zhì)量均為m，分別穿在上下兩根光滑的足夠長的水平放置固定導(dǎo)桿上，兩導(dǎo)桿間距為d，以自然長度為d的輕彈簧連接兩物，設(shè)開始兩滑塊位于同一豎直線上且速度為零，現(xiàn)給B塊一個向右的水平?jīng)_量，其大小為I，此后過程中A能達到的最大速度為 。彈簧形變最

16、大的彈性勢能為 。學(xué)生思路：A、B在水平方向上動量守恒，速度相等時最大，即I=mv0，mv0=2mv，；速度相等時距離最大，彈性勢能最大，由能的轉(zhuǎn)化與守恒可知：EPm=。老師點拔：分析A、B的運動情況易看出，只要B在前(如圖7-3)，彈簧處于伸長狀態(tài)，則A必受到一個向前的彈力，彈力做正功，A的速度增大。故不能簡單地認為在A、B速度相等時A的速度最大，應(yīng)該在彈簧再次恢復(fù)到原長時。由水平方向動量守恒和能量守恒易得：；，解得：vA=v0=；vB=0。在解決物理問題時應(yīng)注重分析物理過程，從受力分析入手，并結(jié)合物體的運動情況分析，不能憑經(jīng)驗甚至想當然。8 解題思路不嚴密，思維方法欠科學(xué)高中物理習(xí)題的思維

17、方法較多，常見的有數(shù)學(xué)方法、極限分析法、比較法、近似處理法、圖象法等，學(xué)生在運用這些方法時往往缺少對題意的進一步揣摩和分析，思維方法不恰當，從而造成錯誤。例如圖8-1所示質(zhì)量為m的物塊通過細線AO、BO懸于O點，OB與豎直方向的夾角=300，物塊處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)保持O點的位置不變，OB繩方向不變，使OA繩在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)到豎直方向，OA、OB在水平和豎直位置繩中的張力為多少？此過程中OA、OB繩中的張力如何變化？OB圖8-1AAFOB圖8-2AAF學(xué)生思路：水平位置時OA繩中張力FA=mgtan300,OB繩中張力FB=mg/cos300；而在豎直位置時FA=mg,FB=0。故在OA繩轉(zhuǎn)動過

18、程中FA逐漸變大，F(xiàn)B逐漸變小。aH圖8-3老師點拔：該題在判斷繩中張力變化時運用了極限思維方法，但沒有注意到繩OA中的張力不是簡單地單調(diào)遞增，從而出現(xiàn)了錯誤。該處可用作圖法(如圖8-2)，能較直觀地判斷出FA先減小后增大。例8-2如圖8-3所示，有面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一個正方體木塊，木塊邊長為a，密度為水的密度的一半，水的密度用水表示，開始時木塊靜止，現(xiàn)用力F將木塊緩緩地壓到池底，不計摩擦。求：從木塊剛好完全沒入到停在池底，池水勢能的改變量。木塊從開始下降到剛好完全沒入的過程中，力F做的功。學(xué)生思路：水面很大，木塊沒入到池底的過程中水位差可忽略，故EP=0。水面高度近似不變，木塊緩慢下降位移，木塊下壓的過程中，即，F(xiàn)與x成正比，故，所以。老師點拔：問是“從木塊沒入”到“停在池底的過程”，這一過程池水的整體水位高度并沒有變化，但局部水位發(fā)生了變化，即木塊和池底等體積的水位置互換，故。這里不能不加分析地根據(jù)“水面很大”就用近似處理法，而要在弄清題意的基礎(chǔ)上用等效法處理。問中合理地運用了近似處理法，合理地計算出木塊的位移。問還可以在此基礎(chǔ)上運用圖