錯解須力避深究提能力

安徽省靈璧黃灣中學(xué)　華興恒

錯解須力避深究提能力

安徽省靈璧黃灣中學(xué)華興恒

由于物理中的概念、定理、公式較多，且各公式都有一定的適用條件，不能隨意使用，因此有些同學(xué)會感到物理課能聽得懂，可解題時很容易出錯。為了加強(qiáng)同學(xué)們對物理概念和定律的理解，提高解題能力，下面對同學(xué)們?nèi)菀壮霈F(xiàn)的典型錯誤加以剖析，希望能夠引起同學(xué)們的注意。

一、憑直覺和經(jīng)驗解題致錯

例1汽車沿平直公路行駛時，前一半路程的速度保持為36 km/h，后一半路程的速度保持為54 km/h，則汽車通過整段路程的平均速度是多少？

剖析上述錯誤錯在沒有正確地理解平均速度的定義。按定義：平均速度=，顯然不能隨意地取兩段路程上的速度的平均值作為平均速度。事實上，是勻加速直線運動的平均速度公式，且v0、vt是勻加速直線運動的初、末速度。

正解設(shè)汽車通過的總路程為s，

例2將“220 V40 W”的燈泡與“220 V100 W”的燈泡串聯(lián)后接到電壓為220 V的電路中，哪個燈泡更亮些？

錯解100 W的燈泡較亮。

剖析本題錯解的原因在于憑生活經(jīng)驗——家中的電燈電功率越大也就越亮。家庭電路采用的是并聯(lián)電路而不是串聯(lián)電路，加在它們兩端的電壓相同，都是額定電壓，因而它們發(fā)光時的實際功率也就等于其額定功率，正是由于這個原因，在家庭電路中電功率越大的燈泡越亮。由R=易知，額定功率大的燈泡電阻小，額定功率小的燈泡電阻大。而本題中的兩燈泡采用的是串聯(lián)電路，流過兩只燈泡的電流相同，這樣根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，加在額定功率大的燈泡兩端的電壓小，因此額定功率大的燈泡應(yīng)較暗。

因為流過兩燈泡的電流相等，則由電功率公式P=UI=I2R知，P1實＞P2實。所以應(yīng)是40 W的燈泡更亮些。

二、審題不慎誤用條件致錯

例3一質(zhì)點由靜止開始做勻加速直線運動，在第1 s內(nèi)通過的路程是2 m，在第2 s內(nèi)通過的路程是多少？

錯解因為v1=2 m/s，t1=1 s，所以

剖析題目給出的已知條件并不是v1=2 m/s，而是t1=1 s時，s1=2 m。v1=2 m/s是質(zhì)點在第1 s內(nèi)的平均速度。

三、忽視公式的適用條件致錯

例4重G=10 N的物體，受到P=6.0 N的豎直向下的壓力作用，又受到F=4.0 N的水平拉力作用，已知物體與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.3，物體受到的摩擦力是多大？

錯解畫出物體的受力圖如圖1所示，物體在豎直方向上沒有運動，則有FN= P+G=6.0 N+10 N=16 N，所以Ff=μFN=0.3×16 N=4.8 N。

圖1

剖析摩擦力公式的適用條件是什么？只有當(dāng)物體處于滑動狀態(tài)或靜止的臨界狀態(tài)時，才能利用該式計算摩擦力。本題中的物體是處于滑動狀態(tài)還是靜止?fàn)顟B(tài)需通過計算才能正確地判斷。

正解假設(shè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件有

FN=P+G=6.0 N+10 N=16 N，F(xiàn)f=F=4.0 N。

物體與平面間可能產(chǎn)生的最大靜摩擦力的大小為Ffmax=μFN=0.3×6 N=4.8 N。

因為Ff＜Ffmax，所以物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。故物體所受的摩擦力為Ff=F=4.0 N。

四、忽視條件變化致錯

例5放在光滑水平面上的物體，受到2 N的水平作用力，從靜止開始在5.0 s內(nèi)移動了5.0 m。如果在5 s末撤去該力，物塊在下一個5 s內(nèi)將移動多遠(yuǎn)的距離？

錯解（1）開始5 s物體做初速度為零的勻加速直線運動，則由，

剖析牛頓第二定律公式F=ma中，加速度a與外力F是瞬時關(guān)系，某一時刻力為零，在該時刻加速度也為零。5 s末力停止作用時，加速度為零，物體將在光滑水平面上做勻速直線運動。

正解由上面知，a=0.4 m/s2，v1=at1=0.4×5 m/s=2 m/s，

因為在5 s末力停止作用，所以加速度為零，物體將做勻速直線運動，

因此有s2=v1t2=2×5 m=10 m，

即物體在下一個5 s內(nèi)移動的距離是10 m。

五、物理量的正、負(fù)號運用不當(dāng)致錯

例6已知點電荷A和點電荷B的帶電量分別為+5×10-9C和-5×10-9C，A、B相距20 cm，求它們連線中點C處的電場強(qiáng)度和電勢。

剖析上述錯解錯在沒有深刻理解公式的內(nèi)涵。對于靜電場中的有關(guān)矢量，如靜電力、電場強(qiáng)度，它們的方向是不能用電量的正負(fù)來表示的，正負(fù)也不能表示它們的大小，所以計算時的電量符號不應(yīng)代入公式，這正是導(dǎo)致錯解的原因；而有關(guān)標(biāo)量，如電勢能、電勢、電場力做功等，它們本身就有正負(fù)之分，電量的符號與它們的正負(fù)直接關(guān)聯(lián)，所以在進(jìn)行有關(guān)標(biāo)量的計算時，電量符號必須代入公式，否則也會導(dǎo)致錯誤的發(fā)生。

正解因兩點電荷在中點C處的場強(qiáng)方向相同，則由疊加原理，

因此中點C處的電勢為0 V。

六、忽視了變量是否獨立致錯

例7如圖3所示，閉合電路中除燈泡以外其余部分電阻不計，勻強(qiáng)磁場垂直于光滑的平行金屬導(dǎo)軌所確定的平面，當(dāng)質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，燈泡消耗的電功率為P，要使燈泡消耗的電功率為2P，以下單獨可行的措施是（）。

A.換一個電阻為原來2倍的燈泡

圖3

C.換一個質(zhì)量為原來2倍的導(dǎo)體棒

錯解設(shè)導(dǎo)軌間的距離為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，燈泡的電阻為R，導(dǎo)體棒的重力沿斜面向下的分力為F，當(dāng)導(dǎo)體棒以穩(wěn)定速度v勻速運動時，燈泡的電功率為P。根據(jù)功能關(guān)系和電磁規(guī)律有：

剖析上述錯解錯的原因在于僅從物理表達(dá)式的數(shù)學(xué)形式判斷物理量之間的函數(shù)關(guān)系。事實上，在P=Fv和中，任何一個量的改變勢必會引起穩(wěn)定速度v的改變。也就是說，v既不是常量，也不是獨立變量，因此無論得出P∝F，P∝B2，還是得出，都是不正確的。根據(jù)本題在約束條件下的物理意義，只有在表達(dá)式中，任何一個物理量的改變都不會引起除P以外其他量的改變，這時才能應(yīng)用正、反比關(guān)系。

剖析上述錯解的原因在于將v作為獨立變量（或誤將r作為常量）。事實上，人造衛(wèi)星的v、r是不能相互獨立變化的。

從上述幾例可見，我們在求解習(xí)題時，要正確地運用定義、公式和規(guī)律，弄清楚物理公式和規(guī)律的豐富內(nèi)涵，善于總結(jié)解題過程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，特別是當(dāng)出現(xiàn)錯解時，一定要弄清楚錯解的原因，只有這樣才能提高解題的水平，提升解題技能和技巧，從而有效地避免錯解的再次發(fā)生。