高中物理易错题错误分析及正确解法五机械能
中考物理易错考点专项解析—功和机械能

中考物理易错考点专项解析—功和机械能易错分析陷阱一:不做功的三种情况判断易错?(1)有力而无距离:物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”;(2)有距离而无力:物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”;(3)有力也有距离、但力与距离垂直:物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
(4)力做功的两种情况①力的方向与物体运动的方向一致,称为力对物体做功。
克服某个力做功。
陷阱二:(1)功和功率的比较理解易错?(1)“功”表示做功的“多少”;(2)“功率”则表示做功的“快慢”;(功率与功和时间两个因素有关)(3)在做功时间相同时,做功多的做功快;做功多不一定做功就快,即“功率”不一定就大。
陷阱三:功率的计算应用易错。
(1)公式P=Fv的适用条件:物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。
(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)该公式也适用于变速直线运动。
(2)公式只能用于求平均功率,P=Fv既可以用于求平均功率,也可以用于求瞬时功率。
(3)由公式P=Fv可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
陷阱四:机械能的转化和守恒理解易错。
(1)做功角度:只有重力或弹力做功,无其它力做功;其它力不做功或其它力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。
(2)能量角度:首先只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。
(3)机械能守恒一般都是理想状态下才发生的,物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化,还有其他能量的转化。
(4)机械能守恒是有条件的,只有重力或弹力做功时,机械能是守恒的。
(5)在动能和势能相互转化中,若受摩擦等阻力,则机械能的总和减少。
(6)“在光滑面上”、“不计空气阻力”等文字,表示没有摩擦等阻力,此时机械能总和可看作是不变的。
机械能问题常见错误浅析

机械能问题常见错误浅析摘要:机械能知识是高中力学的一个重点,也是一个难点。
作者列举了机械能守恒问题的三种常见错误,并对错误的原因作分析,进一步总结教学经验,为实际教学指明方向。
关键词:机械能常见错误错误原因教学对策机械能知识是高中力学知识的一个重点内容。
近几年来,这部分知识在高考中越来越重要,机械能问题解题正确率的高低直接影响到物理成绩的高低。
随着课改的深入,高中物理教学越来越突出学生的主体地位,课堂教学模式发生了很大的变化,除了教师的课堂演示外,更多地强调学生动手实验操作,从而使学生通过实验探究主动获取知识成为可能;而学生获取的很多知识点是通过实验探究得来的,往往只停留在表面,没能进一步理解、深化、掌握乃至应用,当碰到实际问题时,往往束手无策,不知从何下手,[1]在解题过程中出现种种错误。
本文对机械能问题中常见的错误进行分析,从三个错例中,总结造成错误的根本原因,为学生指明方向,以便今后能更好地解答机械能的相关练习,为他们进一步学习打下良好的基础。
1.常见错误列举(a)滑块不能到达q点(b)滑块到达q点后,将自由下落(c)滑块到达q点后又沿轨道返回(d)滑块到达q点后,将沿圆弧的切线方向飞出很多学生错误地认为滑块机械能守恒,滑块到达q点时速度为零,然后自由下落,错选了(b)。
例3:如图3所示,物体沿斜面向上运动经过a点时具有动能100焦,当它上滑到b点时,动能减少了80焦,其中机械能损失了20焦,问当该物体回到a点时动能有多大?很多学生错误地认为物体由a→b机械能损失20焦,则物体由b →a机械能也损失20焦,所以,物体回到a点的动能为60焦。
2.错误原因分析(1)混淆机械能守恒与动量守恒的条件。
(2)错用机械能守恒定律。
(3)功能关系不清楚。
在例3中,在题中,物体从a→b机械能损失20焦,即摩擦力做功为-20焦。
设物体在a点的机械能为0,则物体在a的机械能为100焦,从a→b机械能损失20焦、动能减少80焦,故物体在b 点的机械能为80焦,动能为20焦,势能为60焦。
高中物理第八章机械能守恒定律易错题集锦(带答案)

高中物理第八章机械能守恒定律易错题集锦单选题1、某厢式货车在装车时,可用木板做成斜面,将货物沿斜面拉到车上,拉力方向始终平行于接触面。
某装卸工人用同样大小的力将不同质量的货物沿斜面拉到车上,则()A.质量大的货物拉力所做的功大B.质量小的货物拉力所做的功小C.拉力所做的功与质量无关D.拉力所做的功与质量有关答案:C根据做功公式W=Fx可知,由于工人用同样大小的力将货物拉动同样的斜面长度,故工人拉力做的功都相等,工人拉力所做的功与货物质量无关。
故选C。
2、在初中已经学过,如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l,这个力对物体做功W= FL。
我们还学过功的单位是焦耳(J)。
那么请你用国际单位制基本单位表示能量的单位焦耳(J),下列正确的是()⁄C.kg·m/s D.kg·m/s2A.kg·m2/s2B.m s2答案:A1J=1N⋅m=1kg⋅m/s2⋅m=1kg⋅m2/s2故选A。
3、如图甲所示,质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,其位移与时间的变化关系如图乙所示。
图线的0~3s段为抛物线,3~4.5s段为直线,(t1=3s时x1=3m)(t2=4.5s时x2=0)下列说法正确的是()A.传送带沿逆时针方向转动B.传送带速度大小为 1m/sC.物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/sD.0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案:DAB.根据位移时间图象的斜率表示速度,可知:前2s物体向左匀减速运动,第3s内向右匀加速运动。
3-4.5s 内x-t图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止,即与传送带一起向右匀速运动,因此传送带沿顺时针方向转动,且速度为v=ΔxΔt=34.5−3m/s=2m/s故AB错误;C.由图象可知,在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动,则x=12at2其中x=1mt=1s解得a=2m/s2根据牛顿第二定律μmg=ma解得μ=0.2在0-2s内,对物块有v t2−v02=−2ax 解得物块的初速度为v0=4m/s故C错误;D.对物块在0~4.5s内,根据动能定理W f=12mv2−12mv02解得摩擦力对物块所做的功为W f=−3J故D正确。
高中物理机械能易错试题解析

德钝市安静阳光实验学校机械能典型错误之一:错误认为“人做功的计算”与“某个具体力做功的计算”相同。
人做的功就是人体消耗化学能的量度,不少学生错误认为只是人对其它物体作用力所做的功。
例26、质量为m 1、m 2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m 的人站在m 1上用恒力F 拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为V 1和V 2,位移分别为S 1和S 2,如图25所示。
则这段时间内此人所做的功的大小等于:A .FS 2B .F(S 1+S 2)C .211222)(2121V m m V m ++D .22221V m错解:人所做的功等于拉力F 对物体m 2所做的功W=F ·S 2,由动能定理可得: 222221V m FS = 即AC 正确。
分析纠错:根据能量守恒可知,人通过做功消耗的化学能将全部转化为物体m 1和m 2的动能以及人的动能。
所以人做的功的大小等于 即B 、D 两选项正确。
典型错误之二:混淆注意“相对位移”与“绝对位移”。
功的计算公式中,S 为力的作用点移动的位移,它是一个相对量,与参照物选取有关,通常都取地球为参照物,这一点也是学生常常忽视的,致使发生错误。
例27、小物块位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上(如图26所示) ,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力。
(A)垂直于接触面,做功为零; (B)垂直于接触面,做功不为零; (C)不垂直于接触面,做功不为零; (D)不垂于接触面,做功不为零。
错解:斜面对小物块的作用力垂直于接触面,作用力与物体的位移垂直,故做功为零。
即A 选项正确。
分析纠错:小物块A 在下滑过程中和斜面之间有一对相互作用力F 和F',如图27所示。
如果把斜面B 固定在水平桌面上,物体A 的位移方向和弹力方向垂直,这时斜面对物块A 不做功。
但此题告诉的条件是斜劈放在光滑的水平面上,可以自由滑动。
此时弹力方向仍然垂直于斜面,但是物块A 的位移方向却是从初位置指向终末位置。
高中物理机械能题解题技巧

高中物理机械能题解题技巧在高中物理学习中,机械能是一个重要的概念,涉及到能量的转化和守恒。
掌握机械能的概念和解题技巧,对于解决各类与机械能相关的物理题目至关重要。
本文将从不同类型的机械能题目出发,分析解题的关键点和技巧,帮助高中学生更好地理解和应用机械能。
一、重力势能和动能的转化在物理学中,重力势能和动能是机械能的两个主要形式。
在解题时,我们常常需要将物体的重力势能和动能进行转化,以求解问题。
例如,考虑一个物体从高度为h的位置自由下落,求其下落的速度。
首先,我们可以利用重力势能和动能的转化关系,写出方程:mgh = (1/2)mv^2其中,m是物体的质量,g是重力加速度,v是物体的速度。
通过这个方程,我们可以解得物体下落的速度v。
这个例子说明了在机械能问题中,重力势能和动能的转化是一个常见的解题思路。
二、弹性势能的利用除了重力势能和动能的转化,弹性势能也是机械能问题中常见的考点。
弹性势能是指由于物体的形变而储存的能量。
考虑一个简单的例子,一个弹簧的弹性势能与其形变的关系可以表示为:E = (1/2)kx^2其中,E是弹簧的弹性势能,k是弹簧的弹性系数,x是弹簧的形变量。
通过利用弹性势能的表达式,我们可以解决各类与弹簧有关的机械能问题。
例如,一个质量为m的物体以速度v撞击一个弹簧,弹簧被压缩了x的距离,求物体的速度v'。
在这个问题中,我们可以利用动能和弹性势能的转化关系,写出方程:(1/2)mv^2 = (1/2)kx^2通过这个方程,我们可以解得物体的速度v'。
这个例子说明了在机械能问题中,弹性势能的利用是解题的关键。
三、机械能守恒定律机械能守恒定律是机械能问题中的重要原理。
它指出在一个封闭系统中,机械能的总量保持不变。
考虑一个物体从高处自由下落并撞击地面的例子。
在物体下落的过程中,重力势能逐渐减少,而动能逐渐增加。
当物体撞击地面时,重力势能为零,动能达到最大值。
根据机械能守恒定律,我们可以得到以下方程:mgh = (1/2)mv^2通过这个方程,我们可以求解物体的下落高度h或者速度v。
(新高考专用)2024届高考物理易错题真题分层训练——机械能

(新高考专用)2024届高考物理易错题真题分层训练——机械能易错点一:应用功和功率求解问题时出现错误1.计算功的方法(1)恒力做的功直接用W=Fxcos α计算或用动能定理计算。
(2)合力做的功方法一:先求合力F合,再用W合=F合xcos α求功,尤其适用于已知质量m和加速度a的情况。
方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功。
方法三:利用动能定理,合力做的功等于物体动能的变化量。
(3)变力做的功①应用动能定理求解。
②用W=Pt求解,其中变力的功率P不变。
③当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功的绝对值等于力和路程(不是位移)的乘积。
如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等。
④转换研究对象法。
有些变力做功问题可转换为恒力做功,用W=Fxcos α求解。
此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功问题。
⑤图像法。
在F-x图像中,图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移内所做的功,且位于x轴上方的“面积”为正功,位于x轴下方的“面积”为负功。
2.公式P=和P=Fv的区别P=是功率的定义式,P=Fv是功率的计算式。
3.平均功率的计算方法(1)利用=。
(2)利用=F cos α,其中为物体运动的平均速度。
3.瞬时功率的计算方法(1)利用公式P=Fvcos α,其中v为t时刻的瞬时速度。
(2)P=Fv F,其中v F为物体的速度v在力F方向上的分速度。
(3)P=F v v,其中F v为物体受到的外力F在速度v方向上的分力4.机车的两种启动方式以恒定功率启动以恒定加速度启动直至直到加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间直至速度为的匀速直线运动加速度减小的加速直线运动恒定易错点二:不理解动能定理也不会运用动能定理求解多过程问题1.动能定理的理解(1)两个关系数量关系:合力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系,但并不是说动能的变化就是合力做的功。
易错专练13:功和机械能 (解析版)

易错专练13:功和机械能易错点一:不能正确理解做功的两个必要因素,误认为沿斜面滚下的长度是物体重力做功时通过的距离。
典例1:如图所示,将一个重3N的物体匀速拉到斜面顶端,人沿斜面向上的拉力为2N,物体沿斜面移动的距离为0.8m,上升的高度为0.4m,则物体重力做功为J.【错解】2.4,理由:克服物体重力所做的功:W =Gh=3N×0.8m=2.4J。
【析错】(1)克服物体重力所做的功是有用功,利用W=Gh计算拉力所做的有用功;(2)使用任何机械都不省功,拉力所做的功是总功,利用W=Fs计算拉力所做的功;机械效率等于有用功与总功的比值.【正解】1.2,理由:(1)已知G=3N,h=0.4m,所以克服物体重力所做的功:W =Gh=3N×0.4m=1.2J。
针对训练1:(2018•安徽模拟)质量为m的木块在F的作用下,沿着长为L的粗糙斜面匀速运动到高为h的斜坡的顶端,则在此过程中()A.支持力做的功为FL B.拉力做的功为FhC.克服重力做的功为mgh D.克服摩擦力做的功为FL【解析】A、由题和图可知,木块在支持力的方向上通过的距离为零,所以支持力做的功为0J.故A 错误;B、拉力做的功为W=FL.故B错误;C、克服重力做的功为W=Gh=mgh.故C正确;D、因为木块沿着长为L的粗糙斜面匀速运动到高为h的斜坡的顶端的过程中,拉力和摩擦力不是平衡力,大小不相等。
克服摩擦力做的功为W≠FL,故D。
故选C。
【答案】C易错点二:不理解楼高的算法。
典例2:(2018•武昌区一模)食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量。
从能量转化与守恒角度来说,食物提供的________能会转化为________能和机械能等。
人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。
瘦猪肉所含能量约为“6×103J/100g”,一个60kg的中学生,从一楼步行至教学楼4楼(走了3个楼层),每层楼高3m,他克服重力做功________J(g=10N/kg),如果他上楼消耗能量完全来自他食用的瘦猜肉,他至少食用________g瘦猪肉。
2020-2021学年高三物理一轮复习易错题06 机械能守恒定律

易错点05 机械能守恒定律易错题【01】对机械能守恒定律分析有误一、重力做功与重力势能1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与始、末位置的高度差有关。
2.重力势能(1)表达式:E p=mgh。
[注1](2)重力势能的特点:重力势能的大小与参考平面的选取有关,但重力势能的变化与参考平面的选取无关。
3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增大。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量。
即W G=E p1-E p2=-ΔE p。
二、弹性势能1.定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系[注2]:弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增大。
即W=-ΔE p。
三、机械能守恒定律1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
[注3]2.表达式:E k1+E p1=E k2+E p2。
易错题【02】对机械能守恒定律的判断方法有误1.对机械能守恒条件的理解第1页共17页(1)只受重力作用,例如做平抛运动的物体机械能守恒。
(2)除重力外,物体还受其他力,但其他力不做功或做功代数和为零。
(3)除重力外,只有系统内的弹力做功,并且弹力做的功等于弹性势能减少量,那么系统的机械能守恒。
注意:并非物体的机械能守恒,如与弹簧相连的小球下摆的过程,小球机械能减少。
2.机械能是否守恒的三种判断方法(1)利用做功及守恒条件判断。
(2)利用机械能的定义判断:若物体或系统的动能、势能之和保持不变,则机械能守恒。
(3)利用能量转化判断:若物体或系统与外界没有能量交换,内部也没有机械能与其他形式能的转化,则机械能守恒。
1.机械能守恒的三种表达式对比2.求解单个物体机械能守恒问题的基本思路第2页共17页(1)选取研究对象——物体。
(2)根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中物理易错题错误分析及正确解法第五单元:机械能[内容和方法]本单元内容包括功、功率、动能、势能(包括重力势能和弹性势能)等基本概念,以动能定理、重力做功的特点、重力做功与重力势能变化的关系及机械能守恒定律等基本规律。
其中对于功的计算、功率的理解、做功与物体能量变化关系的理解及机械能守恒定律的适用条件是本单元的重点内容。
本单元中所涉及到的基本方法有:用矢量分解的方法处理恒力功的计算,这里既可以将力矢量沿平行于物体位移方向和垂直于物体位移方向进行分解,也可以将物体的位移沿平行于力的方向和垂直于力的方向进行分解,从而确定出恒力对物体的作用效果;对于重力势能这种相对物理量,可以通过巧妙的选取零势能面的方法,从而使有关重力势能的计算得以简化。
[例题分析]在本单元知识应用的过程中,初学者常犯的错误主要表现在:“先入为主”导致解决问题的思路过于僵化,如在计算功的问题中,一些学生一看到要计算功,就只想到W= Fscos θ,而不能将思路打开,从W=Pt和W=ΔE等多条思路进行考虑;不注意物理规律的适用条件,导致乱套机械能守恒定律。
例1、如图3-1,小物块位于光滑斜面上,斜面位于光滑水平地面上,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力[ ]A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零【错解分析】错解:斜面对小物块的作用力是支持力,应与斜面垂直,因为支持力总与接触面垂直,所以支持力不做功。
故A选项正确。
斜面固定时,物体沿斜面下滑时,支持力做功为零。
受此题影响,有些人不加思索选A。
这反映出对力做功的本质不太理解,没有从求功的根本方法来思考,是形成错解的原因。
【正确解答】根据功的定义W=F·scosθ为了求斜面对小物块的支持力所做的功,应找到小物块的位移。
由于地面光滑,物块与斜面体构成的系统在水平方向不受外力,在水平方向系统动量守恒。
初状态系统水平方向动量为零,当物块有水平向左的动量时,斜面体必有水平向右的动量。
由于m<M,则斜面体水平位移小于物块水平位移。
根据图3-2上关系可以确定支持力与物块位移夹角大于90°,则斜面对物块做负功。
应选B。
【小结】求解功的问题一般来说有两条思路。
一是可以从定义出发。
二是可以用功能关系。
如本题物块从斜面上滑下来时,减少的重力势能转化为物块的动能和斜面的动能,物块的机械能减少了,说明有外力对它做功。
所以支持力做功。
例2、物体m从倾角为α的固定的光滑斜面由静止开始下滑,斜面高为h,当物体滑至斜面底端,重力做功的瞬时功率为[ ]【错解分析】错解一:因为斜面是光滑斜面,物体m受重力和支持。
支持不做功,只有策略重力做功,所有机械能守恒。
设底端势能为零,则有错解二:物体沿斜面做v0= 0的匀加速运动 a =mgsina故选B。
错解一中错误的原因是没有注意到瞬时功率P = Fvcosθ。
只有Fv同向时,瞬时功率才能等于Fv,而此题中重力与瞬时速度V不是同方向,所以瞬时功率应注意乘上F,v夹角的余弦值。
错解二中错误主要是对瞬时功率和平均功率的概念不清楚,将平均功率当成瞬时功率。
【正确解答】由于光滑斜面,物体m下滑过程中机械能守恒,滑至底F、v夹角θ为90°-α,故C选项正确。
【小结】求解功率问题首先应注意求解的是瞬时值还是平均值。
如果求瞬时值应注意普遍式P = Fv·cosθ(θ为F,v的夹角)当F,v有夹角时,应注意从图中标明。
例3、一列火车由机车牵引沿水平轨道行使,经过时间t,其速度由0增大到v。
已知列车总质量为M,机车功率P保持不变,列车所受阻力f为恒力。
求:这段时间内列车通过的路程。
【错解分析】错解:以列车为研究对象,水平方向受牵引力和阻力f。
据P=F·V可知牵引力F = P/v ①设列车通过路程为s,据动能定理有以上错解的原因是对P = F·v的公式不理解,在P一定的情况下,随着v的变化,F 是变化的。
在中学阶段用功的定义式求功要求F是恒力。
【正确解答】以列车为研究对象,列车水平方向受牵引力和阻力。
设列车通过路程为s。
据动能定理【小结】发动机的输出功率P恒定时,据P = F·V可知v变化,F就会发生变化。
牵动ΣF,a变化。
应对上述物理量随时间变化的规律有个定性的认识。
下面通过图象给出定性规律。
(见图3-4所示)例4 、以20m/s的初速度,从地面竖直向上抛出一物体,它上升的最大高度是18m。
如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处,物体的动能与重力势能相等。
(g=10m/s2)【错解分析】错解:以物体为研究对象,画出运动草图3-5,设物体上升到h高处动能与重力势能相等此过程中,重力阻力做功,据动能定量有物体上升的最大高度为H由式①,②,③解得h = 9.5m初看似乎任何问题都没有,仔细审题,问物体离地面多高处,物体动能与重力势相等,一般人首先是将问题变形为上升过程中什么位置动能与重力势能相等。
而实际下落过程也有一处动能与重力势能相等。
【正确解答】上升过程中的解同错解。
设物体下落过程中经过距地面h′处动能等于重力势能,运动草图如3-6。
据动能定量解得h′=8.5m【小结】在此较复杂问题中,应注意不要出现漏解。
比较好的方法就是逐段分析法。
例5、下列说法正确的是[ ]A.合外力对质点做的功为零,则质点的动能、动量都不变B.合外力对质点施的冲量不为零,则质点动量必将改变,动能也一定变C.某质点受到合力不为零,其动量、动能都改变D.某质点的动量、动能都改变,它所受到的合外力一定不为零。
【错解分析】错解一:因为合外力对质点做功为零,据功能定理有△E A=0,因为动能不变,所以速度V不变,由此可知动量不变。
故A正确。
错解二:由于合外力对质点施的冲量不为零,则质点动量必将改变,V改变,动能也就改变。
故B正确。
形成上述错解的主要原因是对速度和动量的矢量性不理解。
对矢量的变化也就出现理解的偏差。
矢量发生变化时,可以是大小改变,也可能是大小不改变,而方向改变。
这时变化量都不为零。
而动能则不同,动能是标量,变化就一定是大小改变。
所以△E k=0只能说明大小改变。
而动量变化量不为零就有可能是大小改变,也有可能是方向改变。
【正确解答】本题正确选项为D。
因为合外力做功为零,据动能定理有△E k=0,动能没有变化,说明速率无变化,但不能确定速度方向是否变化,也就不能推断出动量的变化量是否为零。
故A错。
合外力对质点施冲量不为零,根据动量定理知动量一定变,这既可以是速度大小改变,也可能是速度方向改变。
若是速度方向改变,则动能不变。
故B错。
同理C选项中合外力不为零,即是动量发生变化,但动能不一定改变,C选项错。
D选项中动量、动能改变,根据动量定量,冲量一定不为零,即合外力不为零。
故D正确。
【小结】对于全盘肯定或否定的判断,只要找出一反例即可判断。
要证明它是正确的就要有充分的论据。
例6、如图3-7,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。
现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象,则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中[ ]A.动量守恒,机械能守恒B.动量不守恒,机械能不守恒C.动量守恒,机械能不守恒D.动量不守恒,机械能守恒【错解分析】错解:以子弹、木块和弹簧为研究对象。
因为系统处在光滑水平桌面上,所以系统水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒。
又因系统只有弹力做功,系统机械能守恒。
故A正确。
错解原因有两个一是思维定势,一见光滑面就认为不受外力。
二是规律适用条件不清。
【正确解答】以子弹、弹簧、木块为研究对象,分析受力。
在水平方向,弹簧被压缩是因为受到外力,所以系统水平方向动量不守恒。
由于子弹射入木块过程,发生巨烈的摩擦,有摩擦力做功,系统机械能减少,也不守恒,故B正确。
例7、如图3-8,质量分别为m和2m的两个小球A和B,中间用轻质杆相连,在杆的中点O处有一固定转动轴,把杆置于水平位置后释放,在B球顺时针摆动到最低位置的过程中[ ]A.B球的重力势能减少,动能增加,B球和地球组成的系统机械能守恒B.A球的重力势能增加,动能也增加,A球和地球组成的系统机械能不守恒。
C.A球、B球和地球组成的系统机械能守恒D.A球、B球和地球组成的系统机械不守恒【错解分析】错解:B球下摆过程中受重力、杆的拉力作用。
拉力不做功,只有重力做功,所以B球重力势能减少,动能增加,机械能守恒,A正确。
同样道理A球机械能守恒,B错误,因为A,B系统外力只有重力做功,系统机械能守恒。
故C选项正确。
B球摆到最低位置过程中,重力势能减少动能确实增加,但不能由此确定机械能守恒。
错解中认为杆施的力沿杆方向,这是造成错解的直接原因。
杆施力的方向并不总指向沿杆的方向,本题中就是如此。
杆对A,B球既有沿杆的法向力,也有与杆垂直的切向力。
所以杆对A,B球施的力都做功,A球、B球的机械能都不守恒。
但A+B整体机械能守恒。
【正确解答】B球从水平位置下摆到最低点过程中,受重力和杆的作用力,杆的作用力方向待定。
下摆过程中重力势能减少动能增加,但机械能是否守恒不确定。
A球在B下摆过程中,重力势能增加,动能增加,机械能增加。
由于A+B系统只有重力做功,系统机械能守恒,A球机械能增加,B球机械能定减少。
所以B,C选项正确。
【小结】有些问题中杆施力是沿杆方向的,但不能由此定结论,只要杆施力就沿杆方向。
本题中A、B球绕O点转动,杆施力有切向力,也有法向力。
其中法向力不做功。
如图3-9所示,杆对B球施的力对B球的做负功。
杆对A球做功为正值。
A球机械能增加,B 球机械能减少。
例8、如图3-10,质量为M的木块放在光滑水平面上,现有一质量为m的子弹以速度v0射入木块中。
设子弹在木块中所受阻力不变,大小为f,且子弹未射穿木块。
若子弹射入木块的深度为D,则木块向前移动距离是多少?系统损失的机械能是多少?【错解分析】错解:(1)以木块和子弹组成的系统为研究对象。
系统沿水平方向不受外力,所以沿水平方向动量守恒。
设子弹和木块共同速度为v。
据动量守恒有mv0=(M+m)v解得v = mv0/(M+m)子弹射入木块过程中,摩擦力对子弹做负功(2)系统损失的机械能即为子弹损失的功能错解①中错误原因是对摩擦力对子弹做功的位移确定错误。
子弹对地的位移并不是D,而D打入深度是相对位移。
而求解功中的位移都要用对地位移。
错解②的错误是对这一物理过程中能量的转换不清楚。
子弹打入木块过程中,子弹动能减少并不等于系统机械能减少量。
因为子弹减少的功能有一部分转移为木块的动能,有一部转化为焦耳热。
【正确解答】以子弹、木块组成系统为研究对象。
画出运算草图,如图3—11。