高中物理常见错题分析

1高中物理常见易错题解分析江苏省如皋市丁堰中学张毕生进入高三复习阶段，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：（）①7J②1J③5J④3.5J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。2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：221ats，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：（）①m乙=m甲②m乙=2m甲③m乙=4m甲④m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：3E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≥≥2151，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57m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=0.4J。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。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4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。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FFAB图4-25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：（）①减速行驶，向北转弯B′南′北′v′A′v′图5-16②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。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）=0AEBO图6-17易得：E=)cos1(sinqmg，悬线的张力F即为重力和电场力的合力：22)()(qEmgF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：cos1cossinsincossinmgmgqEmgF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mAmB，对这个过程的叙述中正确的是：①A滑到底端的速率是gh2②两物分离时向右，移动的距离一定小于2coth③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AθBh图6-2AθBh图6-3FNs8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mM，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=21mv2；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：21mv2≥mg（H-h），由两式解得：M/m≥2029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=21（M+m）v2。解得结果为M/m≥1129。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。AhMmBC图7-1AB图7-2AB图7-39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，mIvv2210；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=mImvmv4221212220。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：BAmvmvmv0；2220212121BAmvmvmv，解得：vA=v0=mI；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