功与能经典易错题辨析

潘学升

(江苏省高淳高级中学，江苏　高淳　211300)

功与能经典易错题辨析

潘学升

(江苏省高淳高级中学，江苏高淳211300)

摘要：本文以具体的功与能试题为例，分析与归纳学生在解题中的典型失误之处及原因，提出了有针对性的教学策略.

关键词：功与能；易错题；辨析

功与能是高中物理中重要的知识点，是高中物理的基础，也是每年高考必考内容.然而学生在学习时常出现对此内容中出现的概念和规律的理解不到位、对物体运动过程分析、受力分析不够准确等现象，在各类考试中丢分严重.有鉴于此，笔者总结了学生在该知识点中常出错的题目,并加以分析.

1对物体的受力分析不到位

图1

例1：如图1所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转轴相距R，物体随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块开始在转台上滑动，在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为().

A.0B.小于0.5kmgR

C.等于0.5kmgRD.大于0.5kmgR

错解：有学生认为物块在刚开始滑动时最大静摩擦力全部提供向心力，C选项正确.

2对物理概念的理解不到位

图2

例2：如图2所示，水平传送带以2m/s的速度运行，两端水平距离l=8m，把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，则把这个物块从A端传送到B端的过程中，不计物块的大小，g取10m/s2，求摩擦力对物块做功的平均功率.

3对题目中隐含条件的挖掘不到位

例3(2012年上海)：位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同.则可能有().

图3

A．

F

2

=

F

1

，

v

1

>

v

2

B

．

F

2

=

F

1

，

v

1

<

v

2

C．F2>F1，v1>v2D．F2

错解：有学生利用F1v1=F2v2cosα分析，直觉地认为B、C、D选项都正确.

4对物体运动规律的认识不到位

图4

例4：一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，如图4所示，则力F做的功为().

A．mglcosθB．Flsinθ

C．mgl(1-cosθ)D．Fl

错解：有学生错误地认为拉力F为恒力，利用恒力做功求解，选了B.

5对物体的运动过程的分析不到位

图5

例5：如图5所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为R，一个小球(可视为质点)，从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨.问：为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，求h的取值范围？

错解：有学生对物体的运动过程的分析不全面，容易少一种可能情况

例6：冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地情况如图6．比赛时运动员在投掷线AB处让冰壶以v0=2m/s的初速度向圆垒圆心O点滑出，已知圆垒圆心O到AB线的距离为30m，冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008(g取10m/s2)．问：

图6

(1)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶，则能否将对方冰壶撞开?请通过计算说明理由．

(2)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶，为了确保将对方冰壶撞开，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小，若用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=0.004，则运动员用毛刷擦冰面的长度应大于多少米?

错解：不少学生在解第2问中用牛顿运动定律，虽然答案是一样的，但在这种情境中是不能用牛顿运动定律的.

分析：有学生认为冰壶先在动摩擦因数为μ1的冰面上运动，后在动摩擦因数为μ2的冰面上运动.但在实际比赛中运动员是根据需要交替擦冰面，而没有先后之分.那么此时加速度的变化时非常复杂的，利用牛顿运动定律很难求解.但利用动能定理无需考虑这个问题，因动能定理只需考虑初、末状态以及过程中合力做功，解题过程如下：

6小结

在解决与功能相关问题时，我们可以先对研究对象进行运动分析和受力分析，了解物体在运动过程中满足的物理规律，在分析过程中我们应关注运动过程的衔接点和对隐含条件的挖掘，避免出现漏解或错解.