高中物理考试中,有许多错误其实只要多加注意,搞清楚各个基本概念,就可以很好的得到避免。今天为大家列出的就是在高中物理考试中最常见的11个易错点,希望能为大家带来帮助!
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易错点1:对概念理解不到位而出错
例一、物块静止在固定的斜面上,分别按下图所示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是( )
【易错诊断】误认为B、D图中都增大了正压力,物块所受的静摩擦力增大,产生错误的原因是混淆了滑动摩擦力和静摩擦力的区别.应该这样分析:先根据题设条件判断物块与斜面之间是静摩擦力,而静摩擦力与压力无关,分别对图示的物块进行受力分析,画出受力分析图,将重力与F分别沿平行斜面方向和垂直斜面方向进行分解,由平衡条件可知,物块所受的静摩擦力与重力和F在平行斜面方向的分力平衡,显然物块所受静摩擦力增大的是图D,减小的是图C,不变的是图A、B。
【走出误区】遇到涉及摩擦力的问题,首先应分析是静摩擦力还是滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与正压力有关,用公式Ff=μFN计算,静摩擦力的大小与正压力无关,要依据平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。
易错点2:对平衡状态理解有偏差而出错
例二、如下图所示,一质量为m的圆环套在一光滑固定杆上,杆与水平面倾角为α,用轻绳通过定滑轮与质量为M的物块相连,现将圆环拉到A位置由静止释放,AO水平,圆环向下运动到达最低点B,已知OC垂直于杆,OB与OC之间的夹角β=58.7°,A与定滑轮间距离L=1m,g=10m/s2。
(1)求物块质量M与圆环质量m的比值M∶m;
(2)若M∶m=2.5,α=60°,β=58.7°,试求圆环运动到C点时的速度v;
(3)简要描述圆环从A运动到B的过程中,物块速度大小的变化情况。
【易错诊断】解答此题的常见错误是:认为圆环在B点速度为零,所受合外力为零,列出方程,从而解出M∶m.造成错误的原因是把圆环速度为零错误认为是平衡条件.
(1)圆环在B点虽然速度为零,但并不处于平衡状态。对圆环由A运动到B的过程,由机械能守恒定律有:mgLsinα(cosα+tanβsinα)=MgL(sinα/cosβ-1)
可得M:m=sinα(cosα+tanβsinα)∶(sinα/cosβ-1)。
(2)圆环运动到C点时,沿绳方向的速度为0,所以此时M速度为0,对系统由机械能守恒定律有mv2/2=mgLsinαcosα+MgL(1-sinα);而M=2.5m,α=60°, 联立解得v=3.92m/s.
(3)M先向下加速运动、再减速运动到零、然后向上加速运动、再减速运动到零。
【走出误区】平衡状态指的是合外力为零或加速度为零的状态,而不是速度为零的状态。
易错点3:对瞬时问题分析不清而出错
例三、(1)如图甲所示,一质量为m的小球系于长度不同的l1、l2两根细线上,l1线的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2线水平拉直,小球处于平衡状态.现将l2线剪断,求剪断l2线瞬间小球的加速度。
(2)若将图甲中的l1线改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图乙所示,其他条件不变,将l2线剪断,求剪断l2线瞬间小球的加速度。
【易错诊断】解答该题易犯的错误是:设l1线上拉力为F1,l2线上拉力为F2,小球重力为mg,小球在三力作用下保持平衡,则F1cosθ=mg,F1sinθ=F2
联立解得F2=mgtanθ
剪断l2线的瞬间,F2突然消失,小球即在F2反方向获得加速度,因为mgtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向沿F2反方向。
对第(2)问仍然按照上述方法解答,得出加速度a=gtanθ。
上述解答错误的原因是忽视了轻绳中弹力的突变和加速度的瞬时性。
正确解答:
(1)图A中将l2线剪断的瞬间,F2突然消失,l1线上拉力发生了突变,l1线上的拉力和重力的合力不再是沿F2反方向.小球将沿以悬点为圆心,以l1线长度为半径的圆弧运动,其合力的方向沿圆弧的切线方向.其合力大小为F=mgsinθ,加速度a=F/m=gsinθ.
(2)设弹簧l′1上拉力为F1,l2线上拉力为F2,小球重力为mg,小球在三力作用下保持平衡有
F1cosθ=mg,F1sinθ=F2
联立解得F2=mgtanθ
剪断l2线的瞬间,F2突然消失,小球在F2反方向上获得加速度,由牛顿第二定律有F2=ma,解得加速度a=F2/m=gtanθ,方向沿F2反方向。
【走出误区】形变量不明显的物体产生的弹力可以突变,如轻绳的拉力、轻杆的弹力、支持面的支持力等;有明显形变的物体的弹力不能发生突变,如弹簧的弹力、橡皮筋的弹力等。
易错点4:审题不清,因思维定式而出错
例四、要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道,摩托车和道路的有关数据见表格。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。
【易错诊断】
正确解答:
例五、如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,在最低点给小球一水平初速度v0,同时对小球施加一大小不变,方向始终垂直于绳的力F,小球做圆周运动到绳水平时,小球速度大小恰好也为v0.求F的大小。
【易错诊断】解答此题的常见错误是:认为小球在力F的作用下先做加速运动后做减速运动,由对称性可以判断出,当轻绳与竖直方向成45°角时小球速度最大,切线方向的加速度为零,此时重力沿切线方向的分力与F等大反向,造成错误的原因是先入为主地认为轨迹初末端速度相等,则小球先加速后减速,错误地判断小球速度最大的位置是轻绳与竖直方向成45°角时。
正确解答:
【走出误区】解题时要通过认真审题,弄清题述条件,不要先入为主,产生思维定式
易错点5:对临界条件分析不清而出错
例六、如下图所示,质量为m=1kg、长为L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相齐。薄板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4,g=10m/s2,现用F=5N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F至少做功为( )
A.2J B.1.8J C.1.6J D.1.4J
【易错诊断】解答中常见错误思路是:当力F的作用距离达到板长的一半时,力F所做的功最少。
正确解答:
力F作用一段距离后撤去,薄板继续向右滑行,当薄板的重心刚好滑到桌边时速度为零,薄板即将翻下桌子,力F所做的功最少
由动能定理WFmin-Wf=0
得WFmin=Wf=μmg·L/2=0.4×1×10×0.8/2J=1.6J
【走出误区】解答临界问题时,弄清临界条件往往是正确解题的关键,常见的典型临界问题的临界条件为:
(1)接触与脱离的临界条件:两物体接触面上的弹力为零;
(2)相对静止或相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大值;
(3)绳子断裂或松弛的临界条件:绳子张力达到所能承受张力的最大值或为零;
(4)加速度最大与速度最大的临界条件:当物体受到变化的外力作用而运动时,当合外力最大时,加速度最大;合外力最小时,加速度最小。当加速度为零时,往往对应速度最大或最小的临界状态。
易错点6:考虑不全面造成漏解或错解
例七、滑雪者从A点由静止沿斜面滑下,从B点水平飞离平台,地面上紧靠平台有一个水平台阶,如下图所示,斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数均为μ.假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动,且速度大小不变,求:
(1)滑雪者离开B点时的速度大小;
(2)滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离x。
【易错诊断】解答此题的常见错误是:对于滑雪者可能落在台阶上,也可能落在地面上的情况,没有进行分类讨论引起漏解。
正确解答:
【走出误区】对台阶上的平抛运动或斜面上的平抛运动,在不知道落点时一定要分类讨论,解出所有可能的情况。
易错点7:不会运用整体思想分析问题而出错
例八、如下图所示,竖直平面内放一直角杆,直角杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=0.20,竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为2.0kg和1.0kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,初始位置OA=1.5m,OB=2.0m,g取10m/s2,则:
(1)若用水平拉力F1沿水平杆向右缓慢拉A,使之移动0.5m,该过程中A受到的摩擦力多大?拉力F1做功多少?
(2)若小球A、B都有一定的初速度,A在水平拉力F2的作用下,使B由初始位置以1.0m/s的速度匀速上升0.5m,此过程中拉力F2做功多少?
【易错诊断】解答此题常见的错误是没有从整体分析,认为摩擦力是变力从而陷入误区。
正确解答:
【走出误区】对于连接体类问题,一定要考虑到整体法的运用问题,凡是不涉及系统内部作用力的情况都可以用整体法解决,可达到事半功倍的效果。
易错点8:对运动过程或情境分析不清而出错
例九、在光滑的绝缘水平面上有一质量为m=1.0×10-3kg、电荷量q=1.0×10-10 C的带正电小球(不计重力)静止在O点,以O点为原点在该水平面内建立直角坐标系xOy.现突然加一个沿x轴正方向、场强大小E=2.0×106V/m的匀强电场使小球运动,并开始计时,在第1s末所加电场方向突然变为沿y轴正方向,大小不变;在第2s末电场突然消失,求第3s末小球的位置.
【易错诊断】解答此题常出现的错误是:
第1s内小球沿x轴做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移x1
第2s内小球沿y轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,可求出其位移y2及速度v
第3s内小球沿y轴正方向做匀速直线运动,可求出位移s
最后小球的横坐标是x1,纵坐标是y2+s
显然这种分析是错误的,因为第1s末小球有沿x轴正方向的初速度,所以第2s内做类平抛运动,第3s内也不沿y方向运动。
正确解答:
第1s内小球做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a1x=F/m=qE/m=0.2m/s2
第1s末小球的位移x1=a1xt/2=0.1m
第1s末小球沿x方向速度v1x=a1xt1=0.2×1m/s=0.2m/s
第2s内小球做类平抛运动,加速度a2y=F/m=qE/m=0.2m/s2
第2s内小球沿y方向位移y2=a2yt/2=0.1m
第2s末小球沿y方向速度v2y=a2yt2=0.2×1m/s=0.2m/s
第2s内小球沿x方向位移x2=v1xt2=0.2×1m=0.2m
第3s内小球做匀速直线运动,沿x方向速度为v1x,沿y方向速度为v2y,则
x3=v1xt3=0.2×1m=0.2m
y3=v2yt3=0.2×1m=0.2m
第3s末小球位置坐标为x=x1+x2+x3=0.5m,y=y2+y3=0.3m.
【走出误区】带电小球在变化电场中的运动过程要分段分析,注意各段之间的衔接。
例10、
【易错诊断】对每一个子过程的受力情况分析不清楚,特别是对撤去力F后的受力情况不认真分析,片面地认为小球上冲、下降的全过程做加速度不变的匀变速运动而导致错误。
正确解答:
【走出误区】摩擦力的方向与相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反,随相对运动方向(或相对运动趋势方向)的改变而改变,从而引起受力情况的改变,运动加速度也会改变。
易错点9:对场力做功理解不准确而出错
例11、一个质量为m、带电荷量为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox轴正方向,如图所示,小物体以速度v0从图示位置向左运动,运动时受到大小不变的摩擦力Ff作用,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电荷量保持不变,求它停止前所通过的总路程s。
【易错诊断】解此题常见错误是:根据动能定理有qEs-Ffs=0-mv0/2可得它停止前所通过的总路程s.造成错误的原因:一是没有考虑到电场力做功与路程无关,二是没有讨论各种可能的情况。
【走出误区】摩擦力做功与路程有关,滑动摩擦力做的功等于滑动摩擦力与路程的乘积,而电场力做功、重力做功都与路程无关,只与起始点和终点的位置有关。
易错点10:对带电微粒在复合场中的运动分析不准确而出错
例12、如图所示,第四象限内有相互正交的匀强电场E与匀强磁场B1,匀强电场的电场强度E的大小为0.5×103V/m,匀强磁场的磁感应强度B1的大小为0.5 T。第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10 C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向成60°角的方向从M点沿直线运动,经P点进入处于第一象限内的磁场B2区域,一段时间后,微粒经过y轴上的N点并沿与y轴正方向成60°角的方向运动。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计微粒重力,g取10m/s2。
(1)请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度v;
(2)匀强磁场B2的大小为多大?
(3)B2磁场区域的最小面积为多少?
【易错诊断】解答此题常见的错误主要有:
①不能正确判断出微粒必做匀速直线运动,不能求出微粒的运动速度v;
②不能正确画出微粒在匀强磁场B2中运动的轨迹、找出圆心和半径,得不出匀强磁场B2的大小;
③不能正确得出B2磁场区域的最小面积,
正确解答:
【走出误区】解此题的关键在于能够正确对微粒的运动状态进行分析,要能够通过粒子的轨迹图找出相应的几何关系.
易错点11:对电磁感应综合问题中功能关系分析不准确而出错
例13、用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′.如图甲所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行.设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计,可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极之间,磁极间磁感应强度大小为B.方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
(1)求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在竖直方向足够长);
(2)当方框下落的加速度为g/2时,求方框的发热功率P;
(3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为vt(vt<vm).若在同一时间t内,方框内产生的热量与一恒定电流I0在该框内产生的热量相同,求恒定电流I0的表达式.
【易错诊断】解答此题常见的错误是:不能找出方框切割磁感线的有效长度,不能得出方框质量的表达式,不能正确应用能量守恒定律等。
正确解答:
【走出误区】应用法拉第电磁感应定律E=BLv时,要注意式中的B为匀强磁场的磁感应强度,L为导体切割磁感线的有效长度,v为导体相对于磁场的速度。