2021高考物理错题(高考物理错题集)
1028高考物理每日错题(一道简单的力分析题,很久没有更新了,所以这是一篇福利文,含答案)
编者注:犯一次错误,学到一些深刻的东西!我们根据多年的线下教学经验,总结了经典例子的错误解决方法。希望朋友们能够从典型错误中加深对物理知识的理解。只有在日常生活中发现错误,才能在高考中避免错误!
典型例子:如图所示,用橡皮筋将一个小球悬挂在汽车的车架上。汽车静止并处于平衡状态。现在让小车以一定的加速度匀加速直线运动。球逐渐偏离垂直方向一定的量。在一定角度时(橡皮筋在弹性极限内),与汽车静止时相比,球的高度为()
A。一定上升B.一定下降C.保持不变D.上升和下降由橡皮筋的刚度系数决定。
错误解法:首先求解汽车静止时橡皮筋的伸长率'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='x1'role='presentation'x1x_1,设橡皮筋的刚度系数为ram'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='k'角色='演示'kk,
根据,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='kx1=mg'角色='演示'kx1=mgkx_1=mg,
解决办法是,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='x1=mgk'角色='演示'x1=mgkx_1=\frac{mg}{k}。
然后求解小车在一定加速度匀加速直线运动时橡皮筋的伸长量'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='x2'角色='演示'x2x_2,
受力分析如下:
从垂直方向平衡可以看出
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='Tcos#x2061;#x3B8;=mg'角色='演示'Tcos=mgT\cos=mg,其中rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='T=kx2'角色='演示'T=kx2T=kx_2,
解决办法是,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='x2=mgkcos#x2061;#x3B8;'角色='演示'x2=mgkcosx_2=\frac{mg}{k\cos},
然而,橡皮筋的延伸是沿着橡皮筋的方向。现在与球的高度相比,
因此,我们还需要看看它在垂直方向上的分量,
然后,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='x2cos#x2061;#x3B8;=mgkcos#x2061;#x3B8;#x22C5;cos#x2061;#x3B8;=mgk'角色='演示'x2cos=mgkcoscos=mgkx_2\cos=\frac{mg}{k\cos}\cdot\cos=\压裂{mg}{k},
即rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='x2cos#x2061;#x3B8;=x1'角色='演示'x2cos=x1x_2\cos=x_1,
因此,球的高度保持不变,故选C。
错误归因:(1)只考虑了橡皮筋的伸长率,没有考虑橡皮筋的原始长度;
(2)计算出海拔不变,我感觉很好,认为我是对的。
如果用极限的思想,多思考一下,比如把橡皮筋换成绳子,即橡皮筋的刚度系数无穷大,你会一下子就得到答案吗?
如下所示,橡皮筋和绳子确实有一些共同点。
正确解法:计算方法同上。只需考虑橡皮筋的原始长度即可。设橡皮筋原来的长度为'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l'角色='presentation'll,
当汽车静止时,橡皮筋总长度为'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l1'角色='演示'l1l_1,
即小球距离挂点的高度,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l1=l+x1=l+mgk'角色='演示'l1=l+x1=l+mgkl_1=l+x_1=l+\frac{mg}{k},
当小车以一定的加速度匀加速直线运动时,橡皮筋的总长度为ram'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l2'role='演示'l2l_2,
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l2=l+x2=l+mgkcos#x2061;#x3B8;'角色='演示'l2=l+x2=l+mgkcosl_2=l+x_2=l+\frac{mg}{k\cos},
橡皮筋总长度'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l2'role='presentation'l2l_2垂直方向rame的权重'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='l2#x2032;=l2cos#x2061;#x3B8;'角色='演示'l2=l2cosl_2=l_2\cos,
也就是此时球距离悬挂点的高度,
rametabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l2#x2032;=l2cos#x2061;#x3B8;=(l+mgkcos#x2061;#x3B8;)cos#x2061;#x3B8;=lcos#x2061;#x3B8;+mgk'角色='演示'l2=l2cos=(l+mgkcos)cos=lcos+mgkl_2=l_2\cos=(l+\frac{mg}{k\cos})\cos=l\cos+\frac{mg}{k},
比较ram'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l1'角色='演示文稿'l1l_1和rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='l2#x2032;'role='presentation'l2l_2',球被举起,
凸起的高度为,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l1#x2212;l2#x2032;=l(1#x2212;cos#x2061;#x3B8;)'角色='演示'l1l2=l(1cos)l_1-l_2=l(1-\cos),
答案是A。
看到这里,小伙伴们注意到了吗?
球的高度与橡皮筋的刚度系数无关。
并且容易看出,如果将橡皮筋换成细绳,小球上升的高度也是相同的'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l(1#x2212;cos#x2061;#x3B8;)'角色='演示'l(1cos)l(1-\cos),
这是立即获得答案的更简单方法。
因为弦是一根刚度系数无穷大的橡皮筋。
继续思考:有2点值得继续思考,
(1)与垂直方向的角度ram'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='#x3B8;'role='presentation'会受到怎样的影响?会不会因为橡皮筋刚度系数的变化而变化(或者用绳子代替橡皮筋)。
显然不是,从受力分析可以看出,如下:
因此,rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='mgtan#x2061;#x3B8;=ma'role='演示'mgtan=mamg\tan=ma,即rame'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='tan#x2061;#x3B8;=ag'角色='演示'tan=ag\tan=\frac{a}{g},
也就是说角度ram'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'数据-mathml='#x3B8;'role='presentation'由汽车的加速度决定由重力加速度决定,与橡皮筋或用绳子代替的刚度系数无关。
(2)既然上面到处都提到了橡皮筋的刚度系数与它无关,即使它变成了一根刚度系数无穷大的绳子,那么在上题中我专门提到了“橡皮筋”这句话在弹性极限内”这句话还有必要吗?如果汽车加速足够,就会超过橡皮筋的弹性极限。会对最终结果产生什么影响?答案还是A吗?上升高度依然是ram'tabindex='0'style='font-size:100%;display:内联块;相对位置:color:绿色;'data-mathml='l(1#x2212;cos#x2061;#x3B8;)'角色='演示'l(1cos)l(1-\cos)?
这个问题就留给小伙伴们自己思考吧!
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袁野:袁野老师的知乎家教店180条赞·28条评论好了朋友们,期待下次遇见“美丽”的朋友!
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