教師版 相互作用與牛頓運動規律易錯題解題方法

2022-12-08 13:03:03 字數 4641 閱讀 5664

高考物理易錯題解題方法大全(3)

相互作用與牛頓運動規律

例31、一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動,小球通過細繩與車頂相連。小球某時刻正處於圖示狀態。設斜面對小球的支援力為n,細繩對小球的拉力為t,關於此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是( ab )

a.若小車向左運動,n可能為零

b.若小車向左運動,t可能為零

c.若小車向右運動,n不可能為零

d.若小車向右運動,t不可能為零

【解析】:對小球受力分析,當n為零時,小球的合外力水平向右,加速度向右,故小車可能向右加速運動或向左減速運動,a對c錯;當t為零時,小球的合外力水平向左,加速度向左,故小車可能向右減速運動或向左加速運動,b對d錯。

【易錯分析】不能正確運用臨界條件簡化解題思路,解題時抓住n、t為零時受力分析的臨界條件,小球與車相對靜止,說明小球和小車只能有水平的加速度,作為突破口。由於誤認為n不可能為零;t不可能為零,所以本題易錯選c和d。斜面模型是高中重要模型之一,要徹底研究斜面,對平時訓練過的斜面上的問題進行彙總,比如斜面平拋問題、物體沿著斜面上滑與下滑情景、斜面上的平衡問題等,一定會有所收穫。

練習31、木塊a和b置於光滑的水平面上它們的質量分別為。如圖所示當水平力f作用於左端a上,兩物體一起加速運動時,ab間的作用力大小為n1。當同樣大小的力f水平作用於右端b上,兩物體一起加速運動時,ab間作用力大小為n2,則( )

a.兩次物體運動的加速度大小相等b. cd.

例32、如圖2-2所示水平放置的粗糙的長木板上放置乙個物體m,當用力緩慢抬起一端時,木板受到物體的壓力和摩擦力將怎樣變化?

【錯解分析】錯解:以木板上的物體為研究物件。物體受重力、摩擦力、支援力。因為物體靜止,則根據牛頓第二定律有

錯解一:據式②知道θ增加,f增加。

錯解二:另有錯解認為據式知θ增加,n減小;則f=μn說明f減少。

錯解一和錯解二都沒能把木板緩慢抬起的全過程認識透。只抓住乙個側面,缺乏對物理情景的分析。若能從木塊相對木板靜止入手,分析出再抬高會相對滑動,就會避免錯解一的錯誤。

若想到f=μn是滑動摩擦力的判據,就應考慮滑動之前怎樣,也就會避免錯解二。

【正確解答】以物體為研究物件,如圖2-3物體受重力、摩擦力、支援力。物體在緩慢抬起過程中先靜止後滑動。靜止時可以依據錯解一中的解法,可知θ增加,靜摩擦力增加。

當物體在斜面上滑動時,可以同錯解二中的方法,據f=μn,分析n的變化,知f滑的變化。θ增加,滑動摩擦力減小。在整個緩慢抬起過程中y方向的方程關係不變。

依據錯解中式②知壓力一直減小。所以抬起木板的過程中,摩擦力的變化是先增加後減小。壓力一直減小。

練習32、如圖所示,物體在水平力f作用下靜止在斜面上,若稍許增大水平力f,物體仍能保持靜止時,以下幾種說法中正確的是( )

a.斜面對物體的靜摩擦力及支援力一定增大;

b.斜面對物體的靜摩擦力及支援力不一定增大;

c.斜面對物體的靜摩擦力一定增大,支援力不一定增大;

d.斜面對物體的靜摩擦力不一定增大,支援力一定增大。

例33、如圖2-9天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的兩個質量相同的小球。兩小球均

保持靜止。當突然剪斷細繩時,上面小球a與下面小球b的加速度為( c )

a.a1=g a2=g  b.a1=2g a2=g c.a1=2g a2=0 d.a1=0 a2=g

【錯解分析】錯解:剪斷細繩時,以(a+b)為研究物件,系統只受重力,所以加速度為g,所以

a,b球的加速度為g。故選a。

出現上述錯解的原因是研究物件的選擇不正確。由於剪斷繩時,a,b球具有不同的加速度,不能做為整體研究。

【正確解答】 分別以a,b為研究物件,做剪斷前和剪斷時的受力分析。剪斷前a,b靜止。如圖2-10,a球受三個力,拉力t、重力mg和彈力f。b球受三個力,重力mg和彈簧拉力f′

a球:t-mg-f = 0 ① b球:f′-mg = 0 ②

由式①,②解得t=2mg,f=mg

剪斷時,a球受兩個力,因為繩無彈性剪斷瞬間拉力不存在,而彈簧有形公尺,瞬間形狀不可改變,彈力還存在。如圖2-11,a球受重力mg、彈簧給的彈力f。同理b球受重力mg和彈力f′。

a球:-mg-f = maa ③ b球:f′-mg = mab ④

由式③解得aa=-2g(方向向下)  由式④解得ab= 0

故c選項正確。

練習33、水平面上有兩個物體a和b,它們之間用輕繩連線,它們與水平面之間的滑動摩擦係數相同。在水平恒力f的作用下,a和b在水平面上作勻速直線運動,如圖所示。如果在運動中繩突然斷了,那麼a、b的運動情況可能是( )

a.a作勻加速直線運動,b作勻減速直線運動; b.a作勻加速直線運動,b處於靜止;

c.a作勻速直線運動,b作勻減速直線運動; d.a作勻速直線運動,b作勻速直線運動。

例34、如圖2-12,用繩ac和bc吊起一重物,繩與豎直方向夾角分別為30°和60°,ac繩能承受的最大的拉力為150n,而bc繩能承受的最大的拉力為100n,求物體最大重力不能超過多少?

【錯解分析】錯解:以重物為研究物件,重物受力如圖2-13。由於重物靜止,則有

tacsin30°=tbcsin60° taccos30°+tbccos60°=g  將tac=150n,tbc=100n代入式解得g=200n。

以上錯解的原因是學生錯誤地認為當tac=150n時,tbc=100n,而沒有認真分析力之間的關係。實際當tbc=100n時,tbc已經超過150n。

【正確解答】以重物為研究物件。重物受力如圖2-13,重物靜止,加速度為零。據牛頓第二定律列方程tacsin30°-tbcsin60°= 0 ① taccos30°+tbccos60°-g = 0 ②

而當tac=150n時,tbc=86.6<100n 將tac=150n,tbc=86.6n代入式②解得g=173.

32n。 所以重物的最大重力不能超過173.2n。

練習34、小車在水平面上向左作直線運動,車廂內用oa、ob兩細線繫住小球。球的質量m=4千克。線oa與豎直方向成=37角。如圖所示。g取10公尺/秒2,求:

(1)小車以5公尺/秒的速度作勻速直線運動,求oa、ob兩繩的張力?

(2)當小車改作勻減速直線運動,並在12.5公尺距離內速度降為零的過程中,oa、ob兩繩張力各多大?

(3)小車如何運動時,可使ob繩所受拉力開始為零?

例35、如圖2-14物體靜止在斜面上,現用水平外力f推物體,在外力f由零逐漸增加的過程中,物體始終保持靜止,物體所受摩擦力怎樣變化?

【錯解分析】錯解一:以斜面上的物體為研究物件,物體受力如圖2-15,物體受重力mg,推力f,支援力n,靜摩擦力f,由於推力f水平向右,所以物體有向上運動的趨勢,摩擦力f的方向沿斜面向下。根據牛頓第二定律列方程  f+mgsinθ=fcosθ ①  n-fsinθ-mgcosθ=0 ②

由式①可知,f增加f也增加。所以在變化過程中摩擦力是增加的。

錯解二:有一些同學認為摩擦力的方向沿斜面向上,則有f增加摩擦力減少。

上述錯解的原因是對靜摩擦力認識不清,因此不能分析出在外力變化過程中摩擦力的變化。

【正確解答】本題的關鍵在確定摩擦力方向。由於外力的變化物體在斜面上的運動趨勢有所變化,如圖2-15,當外力較小時(fcosθ<mgsinθ)物體有向下的運動趨勢,摩擦力的方向沿斜面向上。f增加,f減少。

與錯解二的情況相同。如圖2-16,當外力較大時(fcosθ>mgsinθ)物體有向上的運動趨勢,摩擦力的方向沿斜面向下,外力增加,摩擦力增加。當fcosθ=mgsinθ時,摩擦力為零。

所以在外力由零逐漸增加的過程中,摩擦力的變化是先減小後增加。

練習35、在傾角為的固定斜面上,疊放著質量分別為,如圖所示。a、b之間摩擦係數為。a與斜面間摩擦係數為。若a、b之間沒有相對滑動,而共同沿斜面下滑。則a、b之間摩擦力的值應是

例36、如圖2-17,m和m保持相對靜止,一起沿傾角為θ的光滑斜面下滑,則m和m間的摩擦力大小是多少?

【錯解分析】錯解:以m為研究物件,如圖2-18物體受重力mg、支援力n、摩擦力f,如圖建立座標有

再以m+n為研究物件分析受力,如圖2-19,

(m+m)g·sinθ=(m+m)a③

據式①,②,③解得f = 0

所以m與m間無摩擦力。

造成錯解主要是沒有好的解題習慣,只是盲目的模仿,似乎解題步驟不少,但思維沒有跟上。要分析摩擦力就要找接觸面,摩擦力方向一定與接觸面相切,這一步是堵住錯誤的起點。犯以上錯誤的客觀原因是思維定勢,一見斜面摩擦力就沿斜面方向。

歸結還是對物理過程分析不清。

【正確解答】因為m和m保持相對靜止,所以可以將(m+m)整體視為研究物件。受力,如圖2-19,受重力(m十m)g、支援力n′如圖建立座標,根據牛頓第二定律列方程x:(m+m)gsinθ=(m+m)a ①

解得a = gsinθ

沿斜面向下。因為要求m和m間的相互作用力,再以m為研究物件,受力如圖2-20。

根據牛頓第二定律列方程

因為m,m的加速度是沿斜面方向。需將其分解為水平方向和豎直方向如圖2-21。

由式②,③,④,⑤解得f = mgsinθ·cosθ

方向沿水平方向m受向左的摩擦力,m受向右的摩擦力。

練習36、自動電梯與地面的夾角為30,當電梯沿這個方向向上作勻加速直線運動時,放在電梯平台上的箱子對平台的壓力是其重力的1.2倍。如圖所示。則箱子與地板面的靜摩擦力是其所受重力大小的

例37、如圖2-22質量為m,傾角為α的楔形物a放在水平地面上。質量為m的b物體從楔形物的光滑斜面上由靜止釋放,在b物體加速下滑過程中,a物體保持靜止。地面受到的壓力多大?

第二講 相互作用與牛頓運動定律

一 物體的平衡 1 共點力的平衡 例1 如圖所示,豎直杆ab在繩ac拉力作用下使整個裝置處於平衡狀態,若ac加長,使c點左移,ab仍豎直,且處於平衡狀態,那麼ac繩的拉力t和杆ab受的壓力n與原先相比,下列說法正確的是 a.t增大,n減小 b.t減小,n增大 c.t和n均增大 d.t和n均減小 例2...

第二單元相互作用與運動規律糾錯訓練

班級姓名學號 一 受力分析 1.明確研究物件 單一物體或某一整體 2.隔離研究物件,按順序找力 先已知力,再重力,再彈力,然後摩擦力 3.只畫性質力,不畫效果力 二 典型例題 1.分析各個物體所受的力 2.對下列各種情況下的物體a進行受力分析,在下列情況下接觸面均不光滑.3 分析各物體的受力情況 1...

3 4驗證牛頓運動定律教師版

c.實驗中未滿足實驗條件m m d.平衡摩擦力時未取下盤和砝碼 2 c,m 3.用圖 a 所示的裝置做 驗證牛頓第二定律 的實驗 1 平衡小車所受的阻力的操作 砝碼 填 掛上 或 取下 把木板滑輪 填 靠近 或 遠離 的一端墊高 接通打點計時器電源,輕推小車,讓小車拖著紙帶運動 如果打出的紙帶如圖 ...