1、能量及动量部分易错题析 在解关于能量及动量部分的题时候,由于涉及的物理内容较综合、深入,如果我们对物理公式、定理理解不够深入准确和对物理过程分析把握不够准,那么我们在解题时极易犯一些不易觉察的错误。下面略举几例来具体说明。例 1 如图(1)所示:质量为 的滑块 B 静止在光滑水平面上,它上面右端放有一质量为 的另一滑块 A,A、B 间摩擦因数为 。现对 B 施加一个向右的恒力 F,同时 A 也开始在 B 上打滑。求 A 相对于 B 滑行 L 远时它的速度?典型错解:对于 A,由动能定理可得:错因分析:对摩擦力做功认识不足。误认为摩擦力做功总是 ,此题中恰好且与 f 反向,故而认为 。其实, 应
2、是一对摩擦力(即A 受到的摩擦力 f 与它对 B 的反作用力 )所做功的总功。即:而此题中对 A 运用动能定理只能是 f 单独对 A 所做的功,即:正确解答:A 所受合力为 ,它的加速度 同理, B 的加速度;又由 (1)可再由动量定理得: 及 得:代入(1)式可解得:归纳拓展以上两例给我们的启示是:对物理知识、物理规律一定要深入理解,掌握准确,要避免形成似是而非的粗浅、错误认识,否则必然不能准确地运用到解决具体问题上去。例 2 如图(2)所示,一质量为 的小车支架上用细线悬挂着一质量为 的小球停在光滑水平面上。另一质量为 的小车以速度 向 撞来,并迅速与它粘连在一起。求小球 能向上摆起的最大
3、高度?典型错解: 与 碰后粘在一起继而带动,最后三者同速运动,由动量守恒可得:即: 即小球在碰撞中获得的动能为:再由 上摆过程中机械能守恒可得:即得:错因分析:1对整个物理过程分析得太粗糙,没有注意到首先是 碰撞 ,然后才是它们将拉动上摆。2 上摆过程中由于它与 有牵连,也不是它独自机械能守恒,而应是整个系统机械能守恒。3混淆了 开始上摆时的动能与摆到最高点时的动能,把最高点处的动能当成了开始上摆时的动能。正确解答:、 碰撞瞬间, 保持静止。设 碰后共同速度为 ,由动量守恒得:(1)即:然后 上摆的过程系统动量守恒、机械能守恒,设三者最后共同的速度为 有:(2)(3)由(1)(2)式得: 。把
4、 , 代入(3)式可得:例 3 如图(3)所示,A、B 两滑块通过一根无弹性细线连接并跨过倾角为 的光滑斜面顶端的定滑轮,A 放在斜面上。A 质量 M 远大于 B 质量 m。先用手稳住 A 使细线拉紧且A、B 均静止,放手后 A 在斜面上滑行 s 后细线断裂,求细线断后 B 还能上升多高?典型错解:放手后细线断裂前 AB 速度相同,即 。设细线的拉力为 T,则 A所受的合力 。又 ,故 A 的加速度 。则:细线断裂后,再由 B 机械能守恒可得:得:错因分析:1对整个系统各部分的运动情况没有认识清楚。B 也在加速运动,故。此处与近似的情况(连接体受力平衡)相混淆使用了。2没有从整体上认识到线断前
5、系统机械能守恒。正确解答:线断时 A 下降的高度 ,B 上升的高度 。线断前系统整体机械能守恒: ,故: 。线断后 B 机械能守恒: 故:例 4 如图(4)所示,一质量为 m 带+q 电量的小球用一根长为 L 的绝缘细线拴在 O 点。竖直平面内有水平向右的匀强电场,电场强度为 E。现在给小球一个向右为 的初速度使小球从最高点 A 处出发能绕 O 点以 L 为半径作圆周运动。求:小球通过 O 点右与 O 点同一高度 B 处细线的拉力?典型错解:小球由 A 运动到 B,由机械能守恒:得则小球在 B 处的向心加速度向心力又 ,故错因分析:只考虑到了电场力的存在却忽略了电势能的变化。该物理过程中既然有
6、电势能的变化,则机械能不守恒,因此造成了小球在 B 处的动能计算得不正确。正确解答:小球由 A 运动到 B,电势能变化 ,由能量守恒有:得:则小球在 B 处的向心加速度向心力又 ,故归纳拓展从 3、4、5 例我们可以看出:在解题时我们应该做到对物理过程的各个环节要分析透彻;对整个物理过程中所涉物理内容要认定准确,不能遗漏;对物体的状态量也要注意对应准确;还要注意对近似物理情况分辨清楚,不能不加区分地迁移使用。当然,解物理题时对题目中的物理事实的认定及要运用的物理知识的理解稍有差池都有可能造成失之千里的谬误。同学们只有在学习中注意尽量系统化地深入理解清楚所学的基础知识,并加强对物理过程的分析能力的培养,同时要注意养成保持以清醒的状态来思考问题的习惯,才有可能炼就一双火眼金睛,洞悉物理世界的玄奥,尽量减少错误的出现。