《機械能守恒》章節(jié)易錯匯總

精品論文參考文獻精品論文參考文獻《機械能守恒》章節(jié)易錯匯總侯奇麟山西省平遙現(xiàn)代工程技術學校機械能守恒章節(jié)知識點主要包括功、功率、動能、勢能（包括重力勢能和彈性勢能）等基本概念，以及動能定理、重力做功的特點、重力做功與重力勢能變化的關系及機械能守恒定律等基本規(guī)律。其中對于功的計算、功率的理解、做功與物體能量變化關系的理解及機械能守恒定律的適用條件是考查的重點內容。試題中所涉及到的基本方法有：用矢量分解的方法處理恒力功的計算，這里既可以將力矢量沿平行于物體位移方向和垂直于物體位移方向進行分解，也可以將物體的位移沿平行于力的方向和垂直于力的方向進行分解，從而確定出恒力對物體的作用效果；對于重力勢能這種相對物理量，可以通過巧妙的選取零勢能面的方法，從而使有關重力勢能的計算得以簡化。本章能力要求很高，是各種能力要求的一個綜合考點。但筆者在多年的教學中發(fā)現(xiàn)，學生在學習本章中常見的錯誤有：對功、功率、功能關系、機械能守恒條件等理解不準確造成的錯誤；錯用規(guī)律的錯誤；運算錯誤等?，F(xiàn)總結如下，以和大家共饗。一因對做功的意義理解不準確造成的錯誤例1，如圖1所示，平板車放在光滑水平面上，一個人從車的左端加速向右跑動，設人受到的摩擦力為Ff,平板車受到的摩擦力為Ff’,人和車都沒有初速度。則在跑動過程中，下列說法正確的是（）。A.Ff、Ff’均做負功 B.Ff、Ff’均做正功C.Ff做正功，F(xiàn)f’做負功 D.Ff做負功，F(xiàn)f’做正功學生作答：B。〖錯解分析〗錯選B。簡單的從動能定理出發(fā)，認為人車都加速，外力應該做正功，選B?！颊_答案〗人加速向右跑時，要給車向左的靜摩擦力，同時受到車對人向右的靜摩擦力，人受力的腳總是與車是相對靜止的，即人雖然向右跑，但受摩擦力的腳部的運動方向卻總是隨車一起運動，與車一樣具有向左的位移。只不過是兩腳交替受力，人整體在向右運動。所以Ff的直接受力物體的位移向左，故Ff做負功，F(xiàn)f’向左，車的位移也向左，F(xiàn)f’做正功，選D。一對相互作用的靜摩擦力的總功一定等于0，所以A、B顯然是不對的。但是不僅是學生，甚至很多資料上都認為B對，有些資料中根本沒有設置D選項，表明對做功的認識誤區(qū)是相當普遍的。做功的兩個要素是力和在力的方向上的位移，這里的位移是受力質點的位移，本題中Ff的受力質點是腳，不是整個人，人在跑動中兩腳交替受摩擦力，再把人看作一個質點是不對的。有人認為人和車的動能都增加了，一定有外力做功，其實動能定理是質點或對內力做功之和等于0的物體來說的，而本題中人的內力做功，在腿由屈交直的過程中，內力對身體的前后（或說上下）兩部分都做正功，這兩個正功使人的上身向右加速，車與腳向左加速。從能的轉化來看，人與車的動能都來源于人的化學能的消耗，這是人做功的結果，而不是靜摩擦力。還有一個典型的例子，人乘電梯上樓，支持力對人做功，人通過樓梯上樓支持力就不做功，與上述同理，這也是很多人不清楚的。二不理解功與動能的標量性造成的動能定理使用錯誤例2,如圖2所示，勻強電場沿水平方向，把質量為m的帶電物體以速度v0豎直向上拋出，物體到達最高點時速度大小仍是v0。求這一過程中電場力做的功?！煎e解分析〗由于水平方向只受電場力，水平方向初速度為0，末速度為v0，由動能定理得。這是典型的分方向運用動能定理的錯誤，之所以結果正確，完全是因物體所受兩力垂直而產生的數(shù)學上的巧合?！颊_答案〗功、能都是標量，故動能定理、機械能守恒等都不能像矢量那樣分方向應用。三因審題不仔細造成的錯誤例3,如圖3所示以20m/s的初速度，從地面豎直向上拋出一物體，它上升的最大高度是18m，如果物體在運動過程中所受阻力的大小不變，則物體在離地面多高處，物體的動能與重力勢能相等。(g=10m/s2)〖錯解分析〗錯解：以物體為研究對象，畫出運動草圖(見圖3),設物體上升到h高處動能與重力勢能相等。初看似乎任何問題都沒有,仔細審題,問物體離地面多高處,物體動能與重力勢能相等,一般人首先是將問題變形為上升過程中什么位置動能與重力勢能相等,而實際下落過程也有一處動能與重力勢能相等?！颊_答案〗上升過程中的解同錯解。設物體下落過程中經過距地面h′處動能等于重力勢能，運動草圖如圖4所示。〖舉一反三〗認真審題,不要想當然,是正確解題要注意的。本題中之所以很多學生簡單的只是求上升過程中勢能動能的相等點,一個重要的原因是認為上升和下落過程中這一點的位置相同。很可能是受機械能守恒的思路影響。所以做題時要擯棄慣性思維，就題論題，不要生搬硬套平時解題的結論。另外，在復雜問題中，應注意不要出現(xiàn)漏解。比較好的方法就是逐段分析法。四對機車啟動過程的理解錯誤例4,一列火車由機車牽引沿水平軌道行使，經過時間t,其速度由0增大到V。已知列車總質量為M,機車功率