“機械能守恒”易錯題賞祈

張洲

在《機械能守恒》這單元知識以動能定理、重力做功的特點、重力做功與重力勢能變化的關系及機械能守恒定律等基本規(guī)律。其中對于功的計算、功率的理解、做功與物體能量變化關系的理解及機械能守恒定律的適用條件是本單元的重點內容。在本單元知識應用的過程中，初學者常犯的錯誤主要表現在：“先入為主”導致解決問題的思路過于僵化，如在計算功的問題中，一些學生一看到要計算功，就只想到W=Fscos θ，而不能將思路打開，從W=Pt和W=△E等多條思路進行考慮；不注意物理規(guī)律的適用條件，導致亂套機械能守恒定律公式。

[小結]有些問題中桿施力是沿桿方向的，但不能由此定結論，只要桿施力就沿桿方向。本題中A、B球繞O點轉動，桿施力有切向力，也有法向力。其中法向力不做功。如圖所示，桿對B球施的力對B球的做負功。桿對A球做功為正值。A球機械能增加，B球機械能減少。

例4 如圖4，小物塊位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平地面上，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對小物塊的作用力 （ ）

A.垂直于接觸面，做功為零

B.垂直于接觸面，做功不為零

C.不垂直于接觸面，做功為零

D.不垂直于接觸面，做功不為零

[錯解分析]錯解：斜面對小物塊的作用力是支持力，應與斜面垂直，因為支持力總與接觸面垂直，所以支持力不做功。故A選項正確。

斜面固定時，物體沿斜面下滑時，支持力做功為零。受此題影響，有些人不加思索選A。這反映出對力做功的本質不太理解，沒有從求功的根本方法來思考，是形成錯解的原因。

[正解]根據功的定義W=F·scos θ為了求斜面對小物塊的支持力所做的功，應找到小物塊的位移。由于地面光滑，根據圖上關系可以確定支持力與物塊位移夾角大于90°，則斜面對物塊做負功。應選B。

[小結]求解功的問題一般來說有兩條思路一是可以從定義出發(fā)。二是可以用功能關系。如本題物塊從斜面上滑下來時，減少的重力勢能轉化為物塊的動能和斜面的動能，物塊的機械能減少了，說明有外力對它做功。所以支持力做功。

典型錯誤三：多過程機械能守恒

例5 如圖6所示，輕質彈簧豎直放置在水平地面上，它的正上方有一金屬塊從高處自由下落，從金屬塊自由下落到第一次速度為零的過程中（ ）

A.重力先做正功，后做負功

B.彈力沒有做正功

C.金屬塊的動能最大時，彈力與重力相平衡

D.金屬塊的動能為零時，彈簧的彈性勢能最大

[錯解分析]錯解：金屬塊自由下落，接觸彈簧后開始減速，當重力等于彈力時，金屬塊速度為零。所以從金屬塊自由下落到第一次速度為零的過程中重力一直做正功，故A錯。而彈力一直做負功所以B正確。因為金屬塊速度為零時，重力與彈力相平衡，所以C選項錯。金屬塊的動能為零時，彈力最大，所以形變最大，彈性勢能最大。故D正確。

形成以上錯解的原因是對運動過程認識不清。對運動性質的判斷不正確。金屬塊做加速還是減速運動，要看合外力方向（即加速度方向）與速度方向的關系。

[正確解答]要確定金屬塊的動能最大位置和動能為零時的情況，就要分析它的運動全過程。為了弄清運動性質，做好受力分析?？梢詮膱D7看出運動過程中的情景。