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高中物理最容易失分的34个“坑”!(一)

作者: 来源:高中学习帮 发布日期:2021年03月22日 浏览次数:

1.受力分析,往往漏百出

    物体受力分析,是物理学中最重要、最基本的知识,分析方法有整体法隔离法两种。物体的受力分析可以说贯穿着整个高中物理始终,如力学中的重力、弹力(推、拉、提、压)与摩擦力(静摩擦力与滑动摩擦力),电场中的电场力(库仑力)、磁场中的洛伦兹力(安培力)等。

    在受力分析中,最难的是受力方向的判别,最容易错的是受力分析往往漏掉某一个力。

    在受力分析过程中,特别是在力、电、磁综合问题中,第一步就是受力分析,虽然解题思路正确,但考生往往就是因为分析漏掉一个力(甚至重力),就少了一个力做功,从而得出的答案与正确结果大相径庭,痛失整题分数。

    还要说明的是,在分析某个力发生变化时,运用的方法是数学计算法、动态矢量三角形法(注意只有满足一个力大小方向都不变、第二个力的大小可变而方向不变、第三个力大小方向都改变的情形)和极限法(注意要满足力的单调变化情形)。

 

2.对摩擦力认识模糊

    摩擦力包括静摩擦力,因为它具有隐敝性不定性特点和相对运动或相对趋势知识的介入而成为所有力中最难认识、最难把握的一个力,任何一个题目一旦有了摩擦力,其难度与复杂程度将会随之加大。最典型的就是传送带问题,这问题可以将摩擦力各种可能情况全部包括进去,小简老师建议同学们从下面四个方面好好认识摩擦力:

    1)物体所受的滑动摩擦力永远与其相对运动方向相反。这里难就难在相对运动的认识;说明一下,滑动摩擦力的大小略小于最大静摩擦力,但往往在计算时又等于最大静摩擦力。还有,计算滑动摩擦力时,那个正压力不一定等于重力。

    2)物体所受的静摩擦力永远与物体的相对运动趋势相反。显然,最难认识的就是相对运动趋势方的判断。可以利用假设法判断,即:假如没有摩擦,那么物体将向哪运动,这个假设下的运动方向就是相对运动趋势方向;还得说明一下,静摩擦力大小是可变的,可以通过物体平衡条件来求解。

    3)摩擦力总是成对出现的。但它们做功却不一定成对出现。其中一个最大的误区是,摩擦力就是阻力,摩擦力做功总是负的。无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可能是动力。

    4)关于一对同时出现的摩擦力在做功问题上要特别注意以下情况:

    可能两个都不做功。(静摩擦力情形)

    可能两个都做负功。(如子弹打击迎面过来的木块)

    可能一个做正功一个做负功但其做功的数值不一定相等,两功之和可能等于零(静摩擦可不做功)、可能小于零(滑动摩擦)也可能大于零(静摩擦成为动力)。

    可能一个做负功一个不做功。(如,子弹打固定的木块)

    可能一个做正功一个不做功。(如传送带带动物体情形)

 

3.对弹簧中的弹力要有一个清醒的认识

    弹簧或弹性绳,由于会发生形变,就会出现其弹力随之发生有规律的变化,但要注意的是,这种形变不能发生突变(细绳或支持面的作用力可以突变),所以在利用牛顿定律求解物体瞬间加速度时要特别注意。

    还有,在弹性势能与其他机械能转化时严格遵守能量守恒定律以及物体落到竖直的弹簧上时,其动态过程的分析,即有最大速度的情形。

 

4.细绳、轻杆要有一个清醒的认识

    在受力分析时,细绳与轻杆是两个重要物理模型,要注意的是,细绳受力永远是沿着绳子指向它的收缩方向,而轻杆出现的情况很复杂,可以沿杆方向也可不沿杆方向,要根据具体情况具体分析。

 

5.关于小球在细绳、轻杆上做圆周运动与在圆环内、圆管内做圆周运动的情形比较

    这类问题往往是讨论小球在最高点情形。其实,用绳子系着的小球与在光滑圆环内运动情形相似,刚刚通过最高点就意味着绳子的拉力为零,圆环内壁对小球的压力为零,只有重力作为向心力;而用杆子着的小球则与在圆管中的运动情形相似,刚刚通过最高点就意味着速度为零。因为杆子与管内外壁对小球的作用力可以向上、可能向下、也可能为零。还可以结合汽车驶过型桥与型桥情形进行讨论。

 

6.对物理图像要有一个清醒的认识

    物理图像可以说是物理考试必考的内容。可能从图像中读取相关信息,可以用图像来快捷解题。随着试题进一步创新,现在除常规的速度(或速率)-时间、位移(或路程)-时间等图像外,又出现了各种物理量之间图像,认识图像的最好方法就是两步:

    一定要认清坐标轴的意义;

    一定要将图像所描述的情形与实际情况结合起来。(关于图像各种情况我们已经做了专项训练。)

 

7.对牛顿第二定律F=ma要有一个清醒的认识

    1)这是一个矢量式,也就意味着a的方向永远与产生它的那个力的方向一致。(F可以是合力也可以是某一个分力)

    2Fa是关于“m”一一对应的,千万不能张冠李戴,这在解题中经常出错。主要表现在求解连接体加速度情形。

    3)将“F=ma”变形成F=mv/t,其中,a=v/t得出v=at这在力、电、磁综合题的微元法有着广泛的应用(近几年连续考到)。

    4)验证牛顿第二定律实验,是一个必须掌握的重点实验,特别要注意:

    注意实验方法用的是控制变量法;

    注意实验装置和改进后的装置(光电门),平衡摩擦力,沙桶或小盘与小车质量的关系等;

    注意数据处理时,对纸带匀加速运动的判断,利用逐差法求加速度。(用平均速度法求速度)

    会从“a-F”“a-1/m”图像中出现的误差进行正确的误差原因分析。

 

8.机车启动的两种情形要有一个清醒的认识

    机车以恒定功率启动与恒定牵引力启动,是动力学中的一个典型问题。这里要注意两点:

    以恒定功率启动,机车总是做的变加速运动(加速度越来越小,速度越来越大);以恒定牵引力启动,机车先做的匀加速运动,当达到额定功率时,再做变加速运动。最终最大速度即收尾速度就是vm=P/f

    要认清这两种情况下的速度-时间图像。曲线的渐近线对应的最大速度

    还要说明的,当物体变力作用下做变加运动时,有一个重要情形就是:当物体所受的合外力平衡时,速度有一个最值。即有一个收尾速度,这在电学中经常出现,如在绝缘杆子上的带电小球在电场和磁场的共同作用下作变加速运动,就会出现这一情形,在电磁感应中,这一现象就更为典型了,即导体棒在重力与随速度变化的安培力的作用下,会有一个平衡时刻,这一时刻就是加速度为零速度达到极值的时刻。凡有力、电、磁综合题目都会有这样的情形。

 

9.对物理的变化量”“增量”“改变量减少量”“损失量等要有一个清醒的认识

    研究物理问题时,经常遇到一个物理量随时间的变化,最典型的是动能定理的表达(所有外力做的功总等于物体动能的增量)。这时就会出现两个物理量前后时刻相减问题,同学们往往会随意性地将数值大的减去数值小的,而出现严重错误。

    其实物理学规定,任何一个物理量(无论是标量还是矢量)的变化量、增量还是改变量都是将后来的减去前面的。(矢量满足矢量三角形法则,标量可以直接用数值相减)结果正的就是正的,负的就是负的。而不是错误地将增量理解增加的量。显然,减少量与损失量(如能量)就是后来的减去前面的值。

 

10.两物体运动过程中的追遇问题

    两物体运动过程中出现的追击类问题,在高考中很常见,但考生在这类问题则经常失分。常见的追遇类无非分为这样的九种组合:一个做匀速、匀加速或匀减速运动的物体去追击另一个可能也做匀速、匀加速或匀减速运动的物体。显然,两个变速运动特别是其中一个做减速运动的情形比较复杂。

    虽然,追遇存在临界条件即距离等值的或速度等值关系,但一定要考虑到做减速运动的物体在追遇前停止的情形。另外解决这类问题的方法除利用数学方法外,往往通过相对运动(即以一个物体作参照物)和作“V-t”图能就得到快捷、明了地解决,从而既赢得考试时间也拓展了思维。

    值得说明的是,最难的传送带问题也可列为追遇类。还有在处理物体在做圆周运动追击问题时,用相对运动方法最好。如,两处于不同轨道上的人造卫星,某一时刻相距最近,当问到何时它们第一次相距最远时,最好的方法就将一个高轨道的卫星认为静止,则低轨道卫星就以它们两角速度之差的那个角速度运动。第一次相距最远时间就等于低轨道卫星以两角速度之差的那个角速度做半个周运动的时间。

 

11.万有引力中公式的使用中会出现张冠李戴的错误

    万有引力部分是高考必考内容,这部分内容的特点是公式繁杂,主要以比例的形式出现。其实,只要掌握其中的规律与特点,就会迎刃而解的。最主要的是在解决问题时公式的选择。最好的方法是,首先将相关公式一一列来,即:mg=GMm/R2=mv2/R=mω2R=m4π2/T2,再由此对照题目的要求正确的选择公式。其中要注意的是:

    地球上的物体所受的万有引力就认为是其重力(不考虑地球自转)。

    卫星的轨道高度要考虑到地球的半径。

    地球的同步卫星一定有固定轨道平面(与赤道共面且距离地面高度为3.6×107m)、固定周期(24小时)。

    要注意卫星变轨问题。要知道,所有绕地球运行的卫星,随着轨道高度的增加,只有其运行的周期随之增加,其它的如速度、向心加速度、角速度等都减小。

 

12.有关小船过河的两种情形

    “小船过河类问题是一个典型的运动学问题,一般过河有两种情形:即最短时间(船头对准对岸行驶)与最短位移问题(船头斜向上游,合速度与岸边垂直)。这里特别的是,过河位移最短情形中有一种船速小于水速情况,这时船头航向不可能与岸边垂直,须要利用速度矢量三角形进行讨论。

另外,还有在岸边以恒定速度拉小船情形,要注意速度的正确分解。

 

13.有关功与功率的易错点

    功与功率,贯穿着力学、电磁学始终。特别是变力做功,慎用力的平均值处理,往往利用动能定理。某一个力做功的功率,要正确认清P=Fv的含意,这个公式可能是即时功率也可能是平均功率,这完全取决于速度。

    但不管怎样,公式只是适用力的方向与速度一致情形。如果力与速度垂直则该力做功的功率一定为零(如单摆在最低点小球重力的功率,物体沿斜面下滑时斜面支持力的功率都等于零),如果力与速度成一角度,那么就要进一步进行修正。

    在计算电路中功率问题时,要注意电路中的总功率、输出功率与电源内阻上的发热功率之间的关系。特别是电源的最大输出功率的情形(即外电路的电阻小于等效内阻情形)。还有必要掌握会利用图像来描述各功率变化规律。

 

14.有关机械能守恒定律运用的注意点

    机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹簧的弹力做功。题目中能否用机械能守恒定律最显著的标志是光滑二字。

    机械能守恒定律的表达式有多种,要认真区别开来。如果用E表示总的机械能,用EK表示动能,EP表示势能,在字母前面加上表示各种能量的增量,则机械能守恒定律的数学表达式除一般表达式外,还有如下几种:E1=E2EP1+EK1=EP2+EK2E=0E1+E2=0EP=-EKEP+EK=0等。

    需要注意的,凡能利用机械能守恒解决的问题,动能定理一定也能解决,而且动能定理不需要设定零势能,更表现其简明、快捷的优越性。

 

15.关于各种转弯情形

    在实际生活中,人沿圆形跑道转弯、骑自行车转弯、汽车转弯、火车转弯还有飞机转弯等等各种转弯情形都不尽相同。唯一共同的地方就是必须有力提供它们转弯时做圆周运动的向心力。

    显然,不同转弯情形所提供向心力的不一定是相同的:

    人沿圆形轨道转弯所需的向心力由人的身体倾斜使自身重力产生分力以及地面对脚的静摩擦力提供;

    人骑自行车转弯情形与人转弯情形相似;

    汽车转弯情形靠的是地面对轮胎提供的静摩擦力得以实现的;

    火车转弯则主要靠的是内、外轨道的高度差产生的合力(火车自身重力与轨道支持力,注意不是火车重力的分力)来实施转弯的;

    飞机在空中转弯,则完全靠改变机翼方向,在飞机上下表面产生压力差来提供向心力而实施转弯的。

 

16.要认清和掌握电场、电势(电势差)、电势能等基本概念

    首先可以将电场重力场相类比(还可以将磁场一同来类比,更容易区别与掌握),电场力做功与重力做功相似,都与路径无关,重力做正功重力势能一定减少,同样电场力做正功那么电势能一定减少,反之亦然。由此便可以容易认清引入电势的概念。

    电势具有相对意义,理论上可以任意选取零势能点,因此电势与场强是没有直接关系的;电场强度是矢量,空间同时有几个点电荷,则某点的场强由这几个点电荷单独在该点产生的场强矢量叠加;电荷在电场中某点具有的电势能,由该点的电势与电荷的电荷量(包括电性)的乘积决定,负电荷在电势越高的点具有的电势能反而越小;带电粒子在电场中的运动有多种运动形式,若粒子做匀速圆周运动,则电势能不变.(另外,还要注意库仑扭秤与万有定律中卡文迪许扭秤装置进行比较。)

 

17.要熟悉电场线和等势面与电场特性的关系

    在熟悉静电场线和等势面的分布特征与电场特性的关系,特别注意下面几点:

    电场线总是垂直于等势面;

    电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.同时,一定要清楚在匀强电场(非匀强电场公式不成立)中,可以用U=Ed公式来进行定量计算,其中d是沿场强方向两点间距离。另外还要的是,两个等量异种电荷的中垂线与两个同种电荷的中垂线的电场分布及电势分布的特点。

 

18.要认清匀强电场与电势差的关系、电场力做功与电势能变化的关系

    在由电荷电势能变化和电场力做功判断电场中电势、电势差和场强方向的问题中,先由电势能的变化和电场力做功判断电荷移动的各点间的电势差,再由电势差的比较判断各点电势高低,从而确定一个等势面,最后由电场线总是垂直于等势面确定电场线的方向.由此可见,电场力做功与电荷电势能的变化关系具有非常重要的意义。注意在计算时,要注意物理量的正负号。



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