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物理力学类论文 关于初中物理力学解题方法的研究

2018-12-19 15:56:10来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘 要:力学在初中物理教学中占有十分重要的地位,受力分析是贯穿初中物理力学学习的解题方法,也是打开初中力学学习大门的钥匙。力学问题一直是物理教学中的重点和难点,也是初中学生学习物理的难点和易错点。本文通过近几年的中考真题以及模拟题,对初中物理力学部分采用归纳力学典型习题的方法,理清学生的模糊概念,清楚明了的解释学生错误的常规思维、使其明白错在何处,对于此类型题有一个深刻的印象,进而归纳初中物理力学部分的物理规律和力学题的解题步骤、思路,更好地掌握理论知识,突破初中物理的重点、难点,并针对归纳的题型总结出对应的解题方法、技巧。通过力学解题方法的研究,有助于提高学生的答题技巧,从而在中考中取得优异的成绩。

  关键词: 初中物理;力学;解题方法

  力学在初中物理教学中占有十分重要的地位,受力分析是贯穿初中物理力学学习的解题方法,题是永远也做不完的,情景是千变万化的,学习是永无止境的,但可以引导学生从各类题目中总结出方法,以不变应万变,提高学生解题技能,培养学生思维能力。教师不能只是做执行者,也应该是专业知识的发展者,尤其是学生学习方法的指导者。物理这门学科以思维训练为主,尤其是力学部分。通过思维训练可以使学生更加深刻的理解力学知识,以及前人总结的力学公式,明白力学知识点的出处。而不是一味的接受,也可以通过自己的理解总结一套自己的思维模式,从而使得解题更加的便捷。

  初中物理力学的知识点结构

  在初中物理教学中,初中物理力学占了主导地位,力学的学习与我们的生活息息相关,因为牛顿的疑问“苹果为什么会向下掉落”而发现了万有引力,因为阿基米德的一句话“给我一个支点,我将撬动整个地球”从而发现了杠杆的平衡原理,阿基米德发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律。浮力、固体液体压强、杠杆平衡、滑动组问题等等,这些都是物理力学中重要的知识点,而学生要做到记住并理解这些知识点的公式,才能做好力学题。

  1.1力学主要公式

  二力平衡公式

  定义式 F1=-F2

  变形式 F1+F2=0

  固体压强公式

  定义式 P=FS

  变形式 F=PS S=FP

  液体压强公式

  定义式 F=ρ液gh

  变形式 h=Fgρ液 ρ液=Fgh

  浮力公式

  定义式 F浮=ρ液gV排

  变形式 ρ液=F浮gV排 V排=F浮ρ液g

  杠杆平衡公式

  定义式 F1L1=F2L2

  滑动组计算公式

  定义式 F=1n(G物+G动)

  注:运用此公式的条件是不计绳重和摩擦,n表示承担物重绳子的段数。

  1.2机械能守恒定律

  定义式 ∆Ek=∆Ep

  变形式 Ek1+Ep1=Ep2+Ek2

  注:在只有重力或弹力做功的物理系统内,动能与势能可以相互转化,总的机械能能够保持不变,才可以运用机械能守恒定律。

  各类力学问题的解题技巧

  在中考中,力学问题贯穿始终,学生面对着眼前的考题认真思考,却找不到方法解答。知道题目在考查关于什么的内容,也知道关于此内容的运算公式,却依然没有头绪,不知在什么时候代入公式进行计算,原因就是好的解题习惯学生没养成。做物理力学题时要分析物体状态,辨别你所知道的公式是否适用于此,下面就利用一些典型例题来说明力学题的解题技巧。

  2.1力与运动类问题的解题技巧

   eq \o\ac(○,1)在进行物理问题的处理和分析时,把握研究对象的整体,分析物理过程的整体性。

   eq \o\ac(○,2)物理解题时,运用系统思维方法,从整体上把握研究对象,把复杂事物的过程从统一整体的角度出发,进行处理,使问题迅速得以解决。

   eq \o\ac(○,3)受平衡力或不受力,合力为零,物体处于平衡状态。

   eq \o\ac(○,4)处于平衡状态的物体不受力或受平衡力。

   eq \o\ac(○,5)平衡力作用在同一物体上,同一直线,大小相等,方向相反。

  例1:如图2-1(1)示,一个静止在水平地面上的斜面体A,放着一个相对斜面静止的质量为m的物体,求斜面体受到的地面摩擦力。

  解析:用上面所说的方法审题:这个题若从m平衡求出对A的作用力,然后再分析A的受力,这个过程就显得较为复杂。但如果把两个物体当做一个整体,由于水平方向不受任何外力作用,因此不存在运动趋势,则无任何摩擦力。

  m1

  m2

  A

  m

  图 2-1(1)摩擦力问题

  图 2-1(2)受力分析问题

  例2:如图2-1(2)所示,在一辆足够长的光滑平板车有质量为m1和m2的小球,随车一起作匀速直线运动,当车突然停止时,不考虑空气阻力,思考两个小球是否会相碰。

   eq \o\ac(○,1)培养学生化繁为简的思维能力,作图解题的方法同样适用于力学,让学生发现原来“受力分析图”也可以解决力学的大部分问题。

   eq \o\ac(○,2)物体间里的作用是相互的,相互作用的力作用在两个物体上,同一直线,大小相等,方向相反。

  解析:如果学生解题思路不清晰,就会考虑哪个球的质量大等无关因素,不能判断两个小球是否相碰,影响解题,如果学生习惯性的想到力学里要勤画受力分析图,要判断小球的运动,就要对小球进行受力分析,而后发现小球只受重力和支持力这对平衡力,将继续做匀速直线运动,判断出两小球不会相碰。

  2.2压力、压强类问题的解题技巧

   eq \o\ac(○,1) 审题时,首先明确是求解固体还是液体的压力、压强,在进一步明确解题思路。

   eq \o\ac(○,2)固体:初中阶段的大部分考题都是将物体放在水平桌面上,所以通常根据F=G算固体压力,再通过P=FS算固体压强。

   eq \o\ac(○,3)液体:因为液体压强只与液体密度和所处深度有关,与容器的形状无关,所以通常先根据P=ρgh算液体压强,在通过F=pS计算容器底部受到的液体压力。

  例3:如图2-2所示,先在竖直放置的U型管中注入适量的水银,待水银面静止后再往右管中注入10 cm长的煤油柱。求右管注入煤油静止后,左管中水银面上升的高度。(煤油的密度ρ煤油=0.8*103kgm3,水银的密度ρ水银=13.6*103kgm3)

   eq \o\ac(○,1)利用作辅助线的方法,清晰直观的表现出两种液体的压强差。

   eq \o\ac(○,2)运用液体压强公式的变形式进行求解

  h1

  水银

  煤油

  h2

  图 2-2压强问题

  解答:沿煤油和水银的交界面作一条辅助线(如图2-2所示),设煤油柱的高度为h1,左管中水银面到辅助线的高度为h2,根据连通器的性质可知两管中处于同一水平面上(辅助线处),液体所受到的压强相同。则

  ρ水银gh2=ρ煤油gh1

  所以 h2=ρ煤油h1ρ水银=0.8*103kgm3*0.1m13.6*103kgm3≈0.00588m

  而左管中水银面上升的高度为:

  h22=0.00588m2=0.00294m=0.294cm

  2.3浮力类问题的解题技巧

   eq \o\ac(○,1)只要在液体中处于静止状态的物体一定受平衡力。

   eq \o\ac(○,2)将容器、容器中的液体及浸入液体中的物体看作一个整体,其所受外力的也是平衡的,不考虑系统内物体间的内力,对整体受力分析。

   eq \o\ac(○,3)力的作用是相互的,液体对容器底增加的压力大小等于物体在液体中所受浮力的大小。

   eq \o\ac(○,4)运用假设法根据题意进行假设,再用物理知识进行分析、推理及判断,从而求出正确答案。

   eq \o\ac(○,5)运用阿基米德原理F=ρ液gV排

  例4:有一空心玻璃球重5.88N,体积为0.6dm3,把它轻轻放入硫酸中,求当它静止时受到的浮力。(ρ硫=1.8*103kg/m3)

  解析:用假设法去解题,假设球全部没于硫酸中,V排=V物,则F浮=ρ硫V排g=1.8*103kg/m3*0.6*10-3m3*9.8N/kg=10.58N

  由于球的重力小于它全部没于硫酸中时受的浮力,所以它必然要上浮,直至漂浮在液面上静止,而漂浮时V排≠V物,所以它静止时受的浮力就不可能是10.58N,这时可根据漂浮条件确定浮力。

  即:F浮=G物=5.88N

  例5:如图2-3所示,一个木块浮在水面上时,露出水面部分的体积占它的总体积的15,已知木块重10N,若用绳子把木块固定在水里,求绳子的拉力。

  分析:此题可根据公式F浮=G+T拉来求,其中G已知,F浮未知,所以需要先求出浮力F浮,公式F浮=ρ液V物g中的ρ液、g已知,V物为未知,在根据题中所给条件:G=ρ液45V物g将V物求出,再将分析过程颠倒过来,即可得到绳子的拉力。

  图 2-3浮力问题

  2.4简单机械类问题的解题技巧

   eq \o\ac(○,1)计算滑轮组机械效率利用动滑轮的重力不变

   eq \o\ac(○,2)确定研究对象,初中的滑轮组均为匀速拉动,故滑轮均受平衡力。

   eq \o\ac(○,3)跨过同一滑轮的每段绳子拉力相等。

   eq \o\ac(○,4)力的作用是相互的,一个物体通过绳子对另一个物体施力的同时,另一个物体也必将通过绳子对该物体施加大小相等方向相反的反作用力。

   eq \o\ac(○,5)n表示承担物重绳子的段数

  例6:用如图2-4(1)所示的滑轮组提升重物,不计摩擦和绳重,当提起500N的重物时,滑轮组的机械效率80%。若提起800N的重物,滑轮组的机械效率是多少?

  解析:本题包含了重物G1=500N,G2=800N的两种物理情景。首先要明确在这两种物理情景中,尽管滑轮组的机械效率随着物重G物而改变,但动滑轮的重力G物不变,不计摩擦和绳重,动滑轮的重力就成了联系两种物理情景的桥梁。

  由于绳子拉力F=G物+G动4,重物升高的距离h和绳子拉下的距离S=4h,根据η=W有W总得:

  η=GhFs=G物h4hG物+G动4=G物G物+G动

  由η1=80%=G1G1+G动=500500+G动,解得动滑轮重力为G动=125N

  故滑轮组的机械效率η2为:

  η2=G2G2+G动=800800+125≈86.5%

  可见,在G1,G2这两种不同的情景中,动滑轮的重力不变,是解题问题的关键。

  图 2-4(2)杠杆平衡

  O

  O1

  O2

  F

  图 2-4(1)简单机械

  例7:如图2-4(2)有一块半径为R=45cm的均匀薄铜板,现从铜板上挖出一个半径为r=22.5cm的内切薄铜板,如图所示,求剩余部分的重心与大圆心的距离。

   eq \o\ac(○,1)虚拟物理对象,掌握解题方法,所谓虚拟法,就是虚拟一个与已知条件相对应的物理对象,由此推算物理结果。

   eq \o\ac(○,2)杠杆平衡条件:动力*动力臂=阻力*阻力臂

  解析:因为剩余部分是与O1、O的连线对称的,所以剩余部分的重心必在O1O的连线上,设为O2,现把挖去的部分补上,则虚设以O为支点,使整个铜板平衡,我们可将铜板作杠杆处理:以O为支点,剩余部分和挖出部分使铜板平衡。设铜板总质量为m,则挖出部分的质量m1=14m,剩余部分的质量m2=34m,根据杠杆平衡条件有12m∙r=34m∙OO2,解得OO2=7.5cm。

  2.5机械能类问题的解题技巧

  机械能守恒定律并不是在任何时候都成立的,当研究过程中满足下述3个条件中的任意一个条件时,

  (1)只有重力做功;

  (2)只有弹力做功;

  (3)只有重力、弹力两种力做功。

  在这些前提下,机械能就守恒,就能利用机械能守恒定律来解题。

  还有一种特殊的情况;这种情况下机械能也是守恒的:

  系统除了重力和弹力在做功外,还受到拉力(做功),同时受到摩擦力(做负功),如果拉力和摩擦力所做的功可以够抵消掉(大小相等,一正一负),此时系统的机械能也是守恒的。这种情况,实际上与(3)是一回事。

   eq \o\ac(○,1)认真审清题目意思,确定研究对象。

   eq \o\ac(○,2)对研究对象进行受力分析,弄清各个力的做功情况,在只有重力或弹力做功的物理系统内,动能与势能可以相互转化,总的机械能能够保持不变,从而确认是否符合机械能守恒的条件。

   eq \o\ac(○,3)确定两个状态,选取好参考平面,确定两个状态的动能Ek1、Ek2和势能Ep1、Ep2,或确定两个状态间动能的变化量∆Ek和势能的变化量∆Ep;

   eq \o\ac(○,4)列出机械能守恒定律方程:Ek1+Ep1=Ep2+Ek2或∆Ek=∆Ep;

  例8:如图2-5所示,物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端,物体A的质量mA=1.5kg,物体B的质量mB=1kg,开始时把A托起,使B刚好与地面接触,此时物体A离地面高度为1m,放手后让A从静止开始下落,求:

  B

  A

  物体A着地时,物体B的速度是多大?

  物体A着地后,物体B还能上升几米?

  解析:松开手后,物体A、B都做匀加速直

  线运动,速度大小、加速度大小都相等,所以可

  以用机械能守恒定律,在运动过程中,绳的拉力

  对A做负功,对B做正功,但总功为零。所以,

  图 2-5机械能问题

  把A、B和地球看做一个整体,机械能是守恒的。

  当A着地时,系统重力势能的减少量为:∆Ep=mA-mBgh

  系统动能的增加量为:∆Ek=12(mA+mB)V2

  由于系统的机械能是守恒的,故有:∆Ep=∆Ek,即

  mA-mBgh=12(mA+mB)V2

  解得: V=2ms

  A落地后,物体B仍有2ms向上的速度,此后绳子松弛。物体B做初速度为2ms的竖直上抛运动,设到达的最大高度为H,有机械能守恒定律得:mgH=12mV2,解得H=0.2m。

  解决力学部分常见错误分析

  3.1力学概念常见错误分析

  力是维持物体运动的原因

  常见的错误思路:在生活中学生经常观察到这样的现象,如用力拉课桌,课桌就会运动,若不拉,课桌就不动。还有放在桌面上的物理课本,你推它,它就运动,不推它,它就不动。学生认为力是维持物体运动的原因。有力,物体就会运动;没有力,物体就不运动。

  正确解题:我们可以举出生活中的反例来解决这一问题,一是踢足球,当足球被踢出去之后仍然会运动,这是为什么?难道一直受到踢球的力的作用?很显然不是,它是利用惯性在运动;二是紧急刹车时人会向前倾,此时人受到向前的推力吗?很显然也没有,同样是由于惯性的原因。所以里不是维持物体运动的原因,没有力物体也会运动。

  速度越大,惯性越大

  常见的错误思路:很多学生认为速度越大的物体惯性越大,比如快速行驶的汽车,快速跑动的人,快速奔跑的马等均很难停下来。

  正确解题:假设这个概念使正确的,即速度越大,惯性越大。按照这个逻辑,如果速度为零,那么物体就没有了惯性,与“惯性是物体的固有属性任何物体都有惯性”相矛盾,故原假设不正确,即“速度越大,惯性越大”是错误的。

  摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

  常见的错误思路:教材中是这样定义摩擦力的“两个相互接触的物体,当他们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力”因此,学生就会认为摩擦力是一种阻力,总是阻碍物体运动,它的方向总是与物体的运动方向相反,因而通常称为摩擦阻力。

  正确解题:如图3-1(1)所示,传送带上有一物体,当传送带启东时,物体会随传送带一起运动,是什么力让物体随传送带一起运动呢?当然是传送带对物体的摩擦力,可见摩擦力并非都是阻力,并非都与物体运动方向相反,有时它是动力。

  A

  B

  图 3-1(2)相互作用力易错题图

  图 3-1(1)摩擦力易错题图

  绳子的一端系在小球上,另一端系在天花板上,如图3-1(2)所示,当

  绳子被小球拉直处于静止时,下列关于平衡力和相互作用力的说法正确的是()

  球受到的重力和绳对球的拉力是一对相互作用力

  球受到的重力和球对地球的吸引力是一对相互作用力

  球受到的重力和球对地球的吸引力是一对平衡力

  球对绳的拉力和绳对球的拉力是一对平衡力

  常见的错误解答:A、C、D

  正确解题:采用比较法,从根本上理解概念。

  表 SEQ 表格 \* ARABIC 1 相互作用力与平衡力的比较

  相互作用力平衡力受力物体不同相同大小相等相等方向相反相反作用线在同一直线上在同一直线上通过表1的比较,可见相互作用力与平衡力的主要区别在于受力物体是否相同。

  再次通过表2比较可知,球对地球的吸引力与球受到的重力、球对绳的拉力与绳对球的拉力均为一对相互作用力,而球受到的重力和绳对球的拉力是一对平衡力。

  表2 相互作用力

  力施力物体受力物体大小方向球对地球的吸引力小球地球G竖直向上球受到的重力地球小球G竖直向下球对绳的拉力小球绳子G竖直向下绳对球的拉力绳子小球G竖直向上结论:B

  3.2压力、压强问题常见错误分析

  对受力面积的概念理解不清

  例1:被誉为“沙漠之舟”的骆驼站立在水平沙地上,它的质量为400kg,每只脚掌的面积为2*10-2m2。问: eq \o\ac(○,1)骆驼对沙地表面的压力为多大? eq \o\ac(○,2)骆驼对沙面的压强为多大?(g=10Nkg)

  常见的错误解答:学生在计算骆驼对对面的压强时由于没有搞清骆驼对地面的接触面积(即受力面积),骆驼有四条腿,都站立在地面上,对地面的受力面积应是四只脚掌的面积。而学生在计算时仅认为只有一只脚,从而造成错误。

  F=G=mg=400kg*10Nkg=4000N

  p=Fs=4000N(2*10-2m2)=2*105pa

  正确解题:S=2*10-2m2*4=8*10-2m2

  p=Fs=4000N8*10-2m2=5*104pa

  对压力的概念理解不清

  例2:重为100N的长方体被压在竖直墙壁上,压力为150N,长方体与墙壁的接触面积为0.1m2,则物体对墙壁的压强是多大?

  常见的错误解答:学生对压力的认识不深,错误认为压力等于重力与压物体的力之和,其实在本题中应该分析物体的受力情况,此时物体处于静止状态,压物体的力与墙壁对物体的支持力是平衡力,而物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是相互作用力,其关系是大小相等,即物体压墙壁的力等于150N。

  F=100N+150N=250N

  p=Fs=250N0.1m2=2500pa

  正确解题:由于是竖直墙壁,压力方向是水平的,与重力无关,即F=150N。

  p=Fs=150N0.1m2=1500pa

  对切割问题认识不深

  例3:如图3-2(a)所示,按图中虚线方向将一个长方体物体切成两部分,A、B部分对桌面的压强将怎样变化?

  A B

  A C B

  图3-2(a)压强易错题

  图3-2(b)压强易错题解法

  常见的错误解答是:学生对压力、受力面积的变化认识不清,认为压力、受力面积均减小,压强就不变。由于A、B两个部分对桌面的压力减小,受力面积也减小,则由p=Fs有A、B两个部分对桌面的压强不变。其实应看一看压力减小的情况与受力面积是否一样,即同时减小的倍数是否相同,若相同则压强不变,若不同,则压强是变化的。

  正确解题:过B点作一条竖直线(此为竖切)如图3-2(b)所示,对于柱形物体(包括长方体、正方体、圆柱体),由p=Fs可推导出p=ρgh的公式可知,ρ不变,h不变,则压强不变,而对于甲图中的A部分,与乙图中的A部分相比,少了C部分,压力减少,但受力面积不变,故压强变小;甲图中的B部分,与乙图中的B部分相比,多了C部分,压力增加,但受力面积不变,压强变大。

  3.3浮力问题常见错误分析

  旧的知识经验的负迁移作用对解题形成障碍。

  例4:没入水中的石块在水中不断下沉,它受到的压力和浮力如何变化?

  常见的错误解答是:石块在水中下沉,其位于水中的深度不断增加,根据液体内部压强随深度增加而增大的特点,石块所受的压力和浮力将会不断增大。究其原因,是旧知识“液体内部压强的特点”对学生分析此题产生了负迁移作用,促其“误入歧途”。

  正确解题:石块在水中下沉,虽然所受压力增大,但石块所受的压力差即浮力是不变的。这里假如用阿基米德原理(F=ρ液gV排)来进行分析,结果便一目了然了。

  概念模糊,致使叙说不准

  例5:船从河里开到海里,是沉下去一些,还是浮上来一些?为什么?

  常见的错误解答:相当多的同学是这样回答的:“由于海水的密度大于河水的密度,所以船从河里开到海里后受到的浮力也大些,因此船要浮上来一些。”有些资料的参考答案也是如此。我认为这样回答不够准确。此处只能说“船从河里开到海里,如果排开的水的体积相同,应海水密度较大,据阿基米德原理,则船所受的浮力将增大。所以船会浮上来一些”,但客观过程并非如此。

  正确解题:船在河里或海里都是浮在水面上,由物体的漂浮条件知其所受浮力相等(等于船重),根据阿基米德原理(F=ρ液gV排),海水的密度较河水大,所以船在海里排开的水要少些,因此船(相对于河水)要浮上来一些。

  只看到问题的表面,没有深入其实质

  例6:如图3-3所示:杯中水面上浮着一块冰,问冰块全部融化后,水面如何变化?

  图 3-3浮力易错题图

  常见的错误解答:有的同学看到冰块有多余的部分露出在水面外,于是判定冰块融化后水面上升;而有的同学则认为冰的密度比水小,冰块融化后水面下降。

  正确解题:冰块浮在水面上时有F浮=G冰

  而F=ρ液gV排,G冰=m冰g(m冰为冰块质量)故ρ水gV排=m冰g

  此时冰块排开的水的体积是 V排=m冰ρ水 (1)

  冰块融化成水后质量不变,即m水=m冰,所以冰融化成的水的体积是

  V 水=m水ρ水=m冰ρ水 (2)

  比较(1)、(2)两式可知,由冰块融成的水恰好填补了未融时排开的那部分水,所以最终水面不会变化。

  若将题中的“水”改成“盐水”,则不难说明冰块融化后液面上升。

  3.4滑轮组问题常见错误分析

  例7:用滑轮组匀速提升重为2000N的物体,作用于绳子自由端的拉力大小为625N,拉力做功功率为1250瓦,滑轮组的机械效率为80%,不计摩擦和绳重。求: eq \o\ac(○,1)重物上升的速度;

   eq \o\ac(○,2)如果使用这个滑轮组匀速提升3500N的重物,每段绳子承担多大的拉力?

  常见的错误解答:

  由P=wt=Fst=Fv,v=PF=1250w625N=2ms

  即重物上升的速度是2ms。

  由η=W有用W总=GhFs=GnF

  n=GηF=2000N0.8*625N=4N

  当挂3500N重物时,由η=G2nF2,F2=G2nη=3500N4*0.8=1091N,即每段绳子承担1091N的拉力。

  此解法中存在两处错误,一是重物上升的速度与动力(绳子)移动的速度是两个不同的速度,它们的关系是这样的,根据滑轮组绕法,由s=nh,得动力移动速度v动=nv物,而且各物理量要注意对应关系。二是在计算拉力F时,用到η=GnF,学生没有意识到,对确定的滑轮组,尽管滑轮个数和绳子绕法一定,η也不是确定不变的。在不计摩擦和绳重的条件下,根据 η=W有用W总=GhGh+G动h=GG+G动,如果物重发生变化,不能再用原来的机械效率GG+G动。这时就应挖掘题目的隐含条件——提醒学生注意到题目中G动是不变的。也就是说,求出G动是解决问题的突破口。

  正确解题:

  由η=GhFs=GnF,n=G1η1F1=2000N0.8*625N=4

  P=Fv动,v动=PF=1250w625N=2ms,v物=v动n=0.5ms

  由F1=14G1+G动 (不计摩擦和绳重)

  G动=4F1-G1=4*625N-2000N=500N,G动不变,则

  F2=14G2+G动=143500N+500N=1000N

  3.5机械能问题常见错误分析

  例8:如图3-5所示,物体A、B的质量分别为m1、m2,且m1>m2,用一根细绳将A、B连接在定滑轮的两端,定滑轮的质量和摩擦力忽略不计,利用外力使A、B两物体处于同一水平位置,在离地面高度为h处静置,如果从此处将A、B释放,那么物体A所能达到的最大高度H为多少?

  h

  A

  B

  m1

  m2

  图3-5机械能易错题图

  常见的错误解答:设地面为重力势能的零势能面,则A与B的初速度为零,A上升到最大高度是的末速度也为零,根据机械能守恒定律有:

  m1gh+m2gh=m1gH

  解得物体A上升的最大高度为:

  H=m1+m2m1h

  仔细对过程进行分析,不难看出,物体B在落地后与地面碰撞直至停止的过程,系统的机械能有损失,因此物体A从开始运动到上升到最大高度的过程中机械能是不守恒的。

  正确解题:以A、B和地球组成的系统为研究对象,物体AB从释放到B刚落地这段时间内,整个系统的机械能守恒,有:

  m1gh+m2gh=2m1gh+12m1v2+12m2v2

  由此可得,物体A所具有的动能为:

  12m1v2=m1(m2-m1)m1+m2gh

  再以物体A和地球组成的系统为研究对象,从B刚落地面到A上升到最高处这个过程中,系统的机械能守恒,有2m1gh+12m1v2=m1gH,将上式代入可得:

  2m1gh+m1(m2-m1)m1+m2gh=m1gH

  解得H=m1+3m2m1+m2

  结束语

  本文通过查阅资料的方法对近几年中考题及陕西各地中考模拟题中物理力学部分进行了研究与分析,并将中考各类力学部分的习题做了分类,归纳了四大类对应题型的解题技巧:(1)初中力学所涉及的公式;(2)各类典型力学知识点的分类及解题技巧;(3)力学中常见的“陷阱”及对策;如果在各类题中应用到这些方法,就能够很快的解决问题。

  初中物理力学问题,对于学生来说,需要掌握的知识点比较多,而且学生受思维发展特点的影响和限制,要想理解这些知识点并熟练运用还是有困难的。因此,对于典型题和易错题的梳理是很重要的。

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