易錯題型1 有關(guān)做功兩要素的考查
例1 圖1所示的過程中,人對物體做功的是( ).
錯因與解析 此題容易錯選成A或D.錯誤的原因是不能正確理解做功的兩個要素,誤以為只要有力有距離就一定做功.A圖中雖然運動員對足球有力的作用,足球在地面上也滾動一段距離,但踢出去的足球在滾動的過程中并沒有受到運動員力的作用,所以運動員在此過程中沒有做功;D圖中,學(xué)生對書包的力是豎直向上的,而通過的距離是水平的方向,雖然有力有距離,但距離并不是在力的方向上通過的距離,所以也沒有做功.
答案 B.
例2 大偉同學(xué)用一距離手3m高的定滑輪拉住重100N的物體,從滑輪正下方沿水平方向移動4m,如圖2所示,若不計繩重和摩擦,他至少做功( ).
A.200J B.300J C.400J D.500J
錯因與解析 本題容易錯選成C,主要原因是把BC誤以為是重物拉過的距離,這類錯誤根本的原因在于沒有弄清BC并不是在力的方向上通過的距離,對功的含義及計算缺乏足夠的認(rèn)識.人站在M處時,手距定滑輪的A點3m高,即繩AB長3m.當(dāng)人走到N點時,圖3中AC長即是此時的繩長,據(jù)勾股定理可知AC長為5m,也就是說人從M點走到N點繩拉下的長度為AC-AB=2m,也就是意味著物體上升的高度h=2m,大偉對繩做功至少是將物重G提升2m所做的功,即W=Gh=100N×2m=200J.
答案 A
小結(jié) 避免這類錯誤應(yīng)注意以下幾點:
(1)做功的兩個必要條件:一是物體要受力的作用,二是物體要在力的方向上通過一定的距離.力與距離必須是對應(yīng)的.
(2)大體有三種情況不做功:①有力但在力的方向上沒有通過距離;②有距離,但沒有力的作用;③力與距離方向垂直不做功.
(3)用W=Fs計算時,W只與F、s有關(guān),與物體運動狀態(tài)、質(zhì)量、是否有摩擦等無關(guān)!
易錯題型2 有關(guān)能量轉(zhuǎn)化問題
例3 小明去商場購物,自動扶梯把他從一樓勻速送到二樓的過程中,關(guān)于他的動能和重力勢能的變化,正確的是( ).
A.動能增大,重力勢能減小
B.動能減小,重力勢能增大
C.動能不變,重力勢能增大
D.動能不變,重力勢能減小
錯因與解析 本題容易錯選成B.錯誤原因是不理解機械能守恒是有前提的,以為動能減少的同時勢能肯定增加,勢能減少的同時動能必定增加,實際上這必須在只有重力做功情況下才成立,如果其他外力做功,則會出現(xiàn)機械能的總和增加或減少.本題應(yīng)抓住關(guān)鍵詞“勻速”進行分析.小明在此過程中,質(zhì)量不變,速度不變,高度增加,因此動能不變,重力勢能增大.機械能包含動能和勢能,因此機械能也增大,解題時要特別注意.
答案 C
例4 如圖4所示,同一物體分別從三個不同斜面PA、PB、PC的頂端由靜止滑下,已知物體在三個斜面上下滑動時受到的摩擦力均為f(f>0).當(dāng)物體從斜面頂端P滑到底端A或B或C時,速度分別為v1、v2、v3,則( ).
A.v1>v2>v3 B.v1 C.v1=v2=v3 D.v1>v3>v2 錯因與解析 本題容易錯選成C.錯誤原因是忽視了摩擦力的存在,誤認(rèn)為在下滑過程中,只有重力勢能和動能之間的轉(zhuǎn)換,沒有其他(形式)的能量的參與,因此,物體在斜面各處的機械能相等.物體在A、B、C三處只有動能.同一物體動能相等,則速度也相等.實際上斜面是粗糙的,物體在下滑過程中,雖然重力勢能減小,動能增加,但在這一過程中受到摩擦力做功,有部分機械能(重力勢能)轉(zhuǎn)化成內(nèi)能(發(fā)熱),物體總機械能減小.物體沿PA、PB和PC下滑過程中,物體受到的摩擦力相同,而斜面長度不同,在PA斜面上克服摩擦力做功最多,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多,在PC斜面上克服摩擦力做功最少,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最少.又因為物體初始機械能相同,所以到達底端時,A點動能最小,速度最?。籆點動能最大,速度最大. 答案 B 小結(jié) 避免這類錯誤應(yīng)注意以下幾點: (1)弄清各種能與什么因素有關(guān),通過相關(guān)因素的變化來判斷能量的變化. (2)在能量轉(zhuǎn)化的過程中,要注意轉(zhuǎn)化的效率.比如在例4中存在阻力,因此機械能不守恒.有阻力參與的過程,有內(nèi)能產(chǎn)生,機械能總量減小. 易錯題型3 有關(guān)溫度、熱量和內(nèi)能之間的關(guān)系 例5 下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說法中正確的是( ). A.物體溫度升高,一定吸收了熱量 B.物體放出熱量時,溫度一定降低 C.物體溫度升高,內(nèi)能一定增加 D.物體內(nèi)能增加時,溫度一定升高 錯因與解析 本道題容易錯選成A、B、D,錯選成A是因為不理解做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的;錯選成B、D是沒有弄清溫度與內(nèi)能的關(guān)系.內(nèi)能與分子動能與分子勢能都有關(guān),而溫度只與分子動能有關(guān).所以物體放熱,內(nèi)能減少了,但物體的溫度不一定降低,分子的動能不一定減少,比如液態(tài)晶體的凝固過程;同樣物體內(nèi)能增加時,分子的動能也不一定增加,比如晶體的熔化過程. 答案 C 小結(jié) 避免這類錯誤應(yīng)注意以下幾點: (1)溫度表示物體的冷熱程度,從微觀角度講反映分子熱運動的劇烈程度,與分子動能有關(guān),是表示物體狀態(tài)的物理量. (2)內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,與物體的溫度及質(zhì)量有關(guān). (3)熱量表示物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移能量的多少,它是表示物理過程的物理量,因此不能說物體含有多少熱量. (4)改變物體內(nèi)能的兩種方式——做功與熱傳遞,它們在改變物體內(nèi)能上是等效的. (5)對物體做功,比如把一個物體舉高,物體的內(nèi)能不一定增加;只有特定的做功方式,如擠壓、敲打、摩擦等才會讓物體的內(nèi)能增加.物體通過膨脹等方式對外做功,內(nèi)能減少. (6)吸熱的物體內(nèi)能一定增加,但溫度不一定升高;放熱的物體內(nèi)能一定減少,但溫度不一定降低. 易錯題型4 有關(guān)功和能的實驗 例6 小明猜想:動能的大小可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).因此,他設(shè)計了如下兩種實驗方案: A.讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,與放在水平面上的木塊相碰,比較木塊在水平面上移動的距離(如圖7甲所示); B.讓不同質(zhì)量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,與放在水平面上的木塊相碰,比較木塊在水平面上移動的距離(如圖7乙所示). 上述兩種實驗方案中: (1)A方案是為了探究動能大小與 的關(guān)系,若木塊被撞后移動的距離越遠(yuǎn),說明小車對木塊的推力 越多,小車撞擊木塊時的動能 . (2)小明想用B方案探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系,該方案是否合理? ,理由是 . (3)若水平面絕對光滑且不計空氣阻力,該實驗還能得出結(jié)論嗎?答 . 錯因與解析 本題第(2)問探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系,容易忽略控制變量法,誤以為B方案是對的.第(3)問若要求判斷水平面絕對光滑且不計空氣阻力,該實驗還能否得出結(jié)論的問題上由于弄不清比較動能大小的方法,很多學(xué)生無所適從.動能的大小與物體的質(zhì)量和速度都有關(guān),通常采用控制變量法來研究質(zhì)量或速度對動能的影響.控制速度的方法是讓不同質(zhì)量的小車分別從同一斜面的相同高度由靜止開始下滑,所以B方案是不對的;同時,比較小車動能的大小是通過比較木塊在水平面上移動的距離來實現(xiàn)的,這是轉(zhuǎn)化的思想,所以如果水平面絕對光滑且不計空氣阻力,木塊就一直運動下去,就無法進行比較了. 答案 (1)速度 做功 越大 (2)不合理 沒有控制小車到達水平面時的速度相同 (3)不能