高中物理,是令不少同學發憷的一門學科。因為物理概念本就考查思維能力,物理老師命題時,還偏偏喜歡設置一些思維陷阱,利用大家因為“想當然”而混淆的概念命題,進一步使物理變成難上加難的學科。
今天的推文,一起看看物理中12大最容易掉進的思維誤區。
(1)誤将初速度為零的勻加速直線運動的規律運用到一般的勻加速直線運動中。
(2)盲目套用公式,造成理論脫離實際。如在汽車刹車問題中,汽車速度減為零後無反向運動。
(1)有摩擦力,則接觸面一定粗糙,但接觸面粗糙不一定有摩擦力;
(2)有摩擦力必有彈力,但有彈力不一定有摩擦力;
(3)受靜摩擦力的物體不一定靜止,受滑動摩擦力的物體不一定運動;
(4)摩擦力方向不一定跟物體的運動方向相反,也不一定共線;
(5)摩擦力不一定是阻力,也不一定做負功,可以做正功,也可以不做功
(1)物體運動的軌迹(直線或曲線)由物體的初速度和加速度(合力)的方向決定,初速度與加速度的方向共線時物體做直線運動;初速度與加速度的方向不共線時物體做曲線運動,如平抛運動。
(2)曲線運動一定是變速運動,但變速運動不一定是曲線運動。
曲線運動中,質點的瞬時速度方向沿運動軌迹上相應位置的切線方向,速度方向是時刻變化的,所以曲線運動一定是變速運動。但變速運動不一定是曲線運動,如勻變速直線運動。
(3)向心力與合力的區别
在勻速圓周運動中,向心力與速度方向垂直,隻産生改變速度方向的效果,此時外力的合力充當向心力;在非勻速圓周運動中速度方向、大小均在改變,合力沿半徑方向的分力提供向心力。
人造天體運動中易混淆的4組概念
(1)衛星軌道半徑r與中心天體半徑R天體運動中常把天體看成球體,中心天體的半徑R就是球體半徑,它反映了天體的大小;而衛星的軌道半徑r是衛星繞中心天體做圓周運動時的軌道半徑,一般滿足r=R h(h是衛星離中心天體表面的度),當衛星在天體表面附近運行時,有r≈R。
(2)地球同步衛星、近地衛星和赤道上的物體地球同步衛星相對地面靜止,它的周期與地球自轉周期相同(T=24 h), 它一定位于赤道的正上方,距離地面的高度一定,運行速度也一定;近地衛星是指在地球表面附近繞地球運行的衛星,運行速度v=7.9 km/s、運行周期T=85 min;赤道上的物體與地球同步衛星屬于同軸轉動物體,赤道上物體的受力滿足GMm/R2=mω2R mg。
(3)運行速度與發射速度
運行速度是指衛星在進入運行軌道後繞地球做勻速圓周運動的線速度,其大小随軌道半徑的增大而減小;發射速度是指衛星在地面附近離開發射裝置時的速度(相對地面),衛星在發射過程中要克服地球引力做功,發射越遠所需發射速度越大。
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(4)穩定運行和變軌運行
變軌往往在圓軌道與橢圓軌道的相切點完成,衛星速度增大後會從低軌道運動到高軌道,但穩定後運行速度會變小;衛星速度減小後會從高軌道運動到低軌道,但穩定後運行速度會變大。
(1) 功的定義式W=Fxcosθ适用于直接計算恒力做的功,變力做的功通常采用以下幾種方法進行求解:①利用動能定理W=ΔEk求解;②利用W=Pt求解(如機車以恒定功率啟動的情況);③利用F-x圖像分析求解(圖線與坐标軸所圍成的面積表示該力所做的功)等。
(2)不能認為摩擦力一定做負功。摩擦力總是成對出現的,摩擦力可以做負功,也可以做正功。一對滑動摩擦力所做的功的代數和一定小于零,一對靜摩擦力所做的功的代數和一定等于零。
(3)摩擦力所做的功等于摩擦力與物體在摩擦力方向上的位移的乘積,即W=Ff·x,一定要注意x是在摩擦力作用下物體對地的位移。
(4)功率的分析:P=W/t求出的是平均功率;如果要求瞬時功率使用公式P=Fvcosα,α是F與v的夾角。
(1)機械能守恒的條件是系統隻有重力或系統内的彈力做功,系統所受的合外力可以不為零;而動量守恒的條件是系統受到的合外力為零,而各個分力都可以做功。
(2)使用這兩個守恒定律時一般選相對地面靜止的參考系。
(1)對庫侖定律适用條件理解不到位:庫侖定律适用于真空中(在空氣中也近似成立)兩個靜止的點電荷。
(2)對電場強度、電勢、電勢能等概念掌握不牢
①電場強度決定電荷在電場中受力的大小和方向,是電場本身的性質,與電勢能、電勢及電勢差沒有直接關系,但電場強度決定了電勢 變化的快慢(φ-x圖線的斜率的絕對值表示電場強度的大小;
②電勢是描述電場特征的量,是标量(零電勢點可以任意選取),電場中兩點間電勢的差值稱為電勢差;
③電勢能Ep=qφ,計算時注意要代入符号,其變化量與克服電場力做的功相對應。
(3)對勻強電場中電勢的特點理解出錯:電場線與等勢面垂直,沿電場線方向電勢是逐漸降低的。電勢差UAB=Ed,其中d為A、B兩點沿場強方向的投影。
(4)對帶電粒子在平行闆間的運動分析不透徹出錯:當極闆間距離變化時,錯誤地認為電場強度一定不變而盲目套公式;當電場是交變電場時,不能根據交變電場特點進行分段分析;當同時存在重力和電場力時,不能類比重力場對問題求解等。
(1)誤認為通電導線在磁場中一定受安培力作用:通電導線在磁場中,若與磁場方向平行放置,則通電導線不受安培力作用;當磁感應強度B與通電導線的方向相互垂直時,可用F=BIL計算安培力的大小。
(2)公式F=BIL中的L為導線的有效長度而不是實際長度,可理解為勻強磁場中電流的起點到終點的連線在垂直磁場方向的投影的長度。
(1)對于微觀粒子,如質子、α粒子、離子等常不考慮重力,而像液滴、塵埃、小球等帶電體的重力常常不能忽略。
(2)洛倫茲力的方向垂直于v、B所确定的平面,洛倫茲力的大小F洛=Bqv,它與粒子的速度大小有關,隻有粒子速度大小變化時,洛倫茲力的大小一定變化。
(3)圓形磁場半徑和粒子運動的軌道半徑:帶電粒子在圓形有界磁場中運動,會涉及圓形磁場半徑和粒子運動的軌道半徑,求解時一定要分清。
電磁感應中的3個易混點
(1)安培定則、左手定則和右手定則的應用
①安培定則用于根據電流(磁場)方向判定磁場(電流)方向;
②左手定則用于根據電流方向、磁場方向判定通電導線的受力方向,或用于根據帶電粒子的運動方向、磁場方向判定洛倫茲力的方向;
③右手定則用于根據通電導線的運動方向和磁場方向判定感應電流(感應電動勢)的方向。
(2)感應電動勢的計算:E=NΔΦ/Δt用于計算一段時間内産生的平均感應電動勢的大小;E=BLv适用于B、L、v互相垂直的情況,且往往用于計算導體棒切割磁感線産生的瞬時感應電動勢的大小。
(3)焦耳熱的求解
①利用克服安培力做功求解:電磁感應中産生電能的多少等于克服安培力做的功的多少。
②利用能量守恒定律求解:若隻有電能和機械能參與轉化,則機械能的減少量等于電能的增加量。
③若通過電阻的電流是恒定的,可利用焦耳定律求解。
(1)動态電路分析
不論是串聯還是并聯電路,滑動變阻器接入電路中的電阻增大,總電阻增大;串聯電路中電阻越大,分得的電壓越多,并聯電路中電阻越大,分得的電流越小,總電阻越大,總電流越小。
(2)實際電源的等效處理
實際電源等效為一個沒有内阻的理想電源和一個電阻大小等于内阻的定值電阻串聯,這樣電源的電動勢相當于初中電學中的電源電壓。
(3)含容電路的處理:主要看電容器兩極闆間的電壓是哪部分電路或電阻兩端的電壓。
(1)交變電流電動勢的最大值與轉軸的位置、線圈的形狀無關,線圈轉動的快慢既影響交變電流的周期又影響交變電流的最大值。
(2)Um=U、Im=I對正(餘)弦式交變電流成立,若為其他形式的交變電流,一般根據交變電流有效值的定義進行求解。
(3)理想變壓器隻能改變電流和電壓,不能改變功率和頻率,無論副線圈有多少個,電壓比都等于匝數比;但電流與匝數成反比隻适用于有一個副線圈的情況,有多個副線圈時要根據 P入=P出 計算匝數比。
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