江苏 肖国龙
巧用错题资源 提高复习实效
——《必修1》易错点汇总分析
江苏 肖国龙
自建“错题档案”,避免一错再错。
“以中档题为主”是当下高考命题的原则之一。在高考中,顺利解决好中档题是获得高分进入名校的前提。解决中档题的最佳方案就是规范作答,防止错误或尽可能少出错,所以在高考复习中防错纠偏是一个长期的、重要的工程。本文就《必修1》中的内容摘选部分,希望引起读者重视。
【例1】一物体由斜面顶端由静止开始匀加速下滑,最初3s内的位移为x1,最后3s内的位移为x2,若x2-x1=6m,x1∶x2=3∶7,求斜面的长度为多少?
【疑惑】题干中“最初3s内”和“最后3s内”两段时间是正好连续,共计6s呢?还是“断开”,物体运动的时间大于6s呢?还是有可能时间“交错”?若有交集,物体运动的总时间要小于6s。所以,比较分析时贸然使用Δx=at2(相邻位移差)求解可能致错。
【解析】如图1所示,设斜面长为x,加速度为a,沿斜面下滑的总时间为t。则:
【警示】在匀变速直线运动专题中,易错问题主要有:忽略汽车刹车时的反应时间致错(请读者自行画出速度图象);混淆有往复运动的匀减速运动和单向匀减速运动,如汽车上桥时刹车减速至静止和小球冲上光滑斜面减速静止再返回;对竖直上抛运动的对称性不理解,造成漏解,如同一高度速率相等,速度方向可以有两个(上或下,最高点除外,对应的时间有两解,距离抛出点距离相等,时间有三解);不能正确区分速度图象、加速度图象,特别是图线中出现拐点时,混淆速度和加速度的方向。误以为只要满足Δx=at2的直线运动就是匀变速直线运动,如物体从静止开始做直线运动测得物体在连续的第一个ts、第二个ts,第三个ts…的位移分别为2m、4m、6m…,利用比值法可以判断物体做变速运动。这就是“原命题成立,逆命题不一定成立”的案例。
【例2】用同种材料制成倾角30°的斜面和长水平面,斜面长2.4m且固定,如图2甲所示。一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑,当v0=2m/s时,经过0.8s后小物块停在斜面上。多次改变v0的大小,记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t,作出t-v0图象,如图2乙所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.物块在斜面上运动时加速度大小为0.4m/s2
B.物块在斜面上运动时加速度大小为2.5m/s2
D.若小物块初速度为4m/s,可知小物块运动时间为1.6s
【疑惑】本题中,物体从斜面滑下,是一直在斜面上运动,还是有可能先在斜面上运动再到平面上运动?所以,利用惯性思维,根据图象中t与v0成正比得到:“小物块初速度为4m/s,可知小物块运动时间为1.6s”可能致错。
【答案】BC
【总结】(1)“斜面问题”是高考命题的永恒。物块、导体杆等在斜面上运动时,首先要比较μ与tanθ(θ为斜面倾角)的大小,特别是物体、导体杆在斜面上上冲时,若μ<tanθ,物体还会返回,若μ>tanθ,物体做减速运动到静止,所以对应的条件不同,图象也是不同的(读者自行画出比较)。
(2)多过程问题是考试中出现率极高的内容之一。解决时要注意不同过程中受力的不同,如本题中摩擦力大小变化。解决的总则是利用时间、空间将全过程联系起来,并抓住不同过程的连接点——速度。处理时可以画出速度图象辅助判断。
【例3】如图3所示,一根质量为m、长为L的匀质链条,一端位于光滑的水平桌面上,另一端少许下垂于桌子边缘,并绕过光滑的定滑轮从静止开始下滑。设桌面足够高且链条下滑时不脱离定滑轮,则链条在下滑的过程中,对滑轮产生的最大压力是 ( )
【疑惑】题干中“对滑轮产生的最大压力”是什么?与链条对桌面的压力是一回事吗?所以,认为链条对桌面的压力就是本题所求,即压力大小为mg可能致错。
【解析】本题中两端绳张力的合力就是对滑轮产生的压力,因为两绳方向垂直,张力大小相等,所以张力最大时,对滑轮的压力就为最大。
【答案】B
【拓展】(1)理想滑轮可视为“活结”,“结”两侧拉力相等,解答中要注意与“死结”的差异。
(3)链条问题是物理试题中的常规问题,在本题的基础上,能否求解链条全部脱离桌面时的速度?(分析求解思路)
【例4】(2014·新课标Ⅰ)如图4所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定在偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置时相比,小球的高度( )
A.一定升高
B.一定降低
C.保持不变
D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
【疑惑】加速度越来越大,橡皮筋的弹力增大,橡皮筋一定越来越长,故小球的高度一定降低。这种感觉对吗?根据以往经验,感性判断很多不可靠。
【解析】设橡皮筋原长为l0,加速前平衡时橡皮筋伸长了x0
则有kx0=mg
当加速并稳定时设小球偏离竖直方向θ角,橡皮筋伸长了x,如图5所示
由小球在竖直方向受力平衡有
kxcosθ=mg
联立得kxcosθ=kx0
xcosθ=x0
此时小球距悬挂点的竖直高度h=(l0+x)cosθ=l0cosθ+xcosθ=l0cosθ+x0<l0+x0,故小球一定升高。
【答案】A
【拓展】“绳拉球”模型在实际问题中经常用到,在分析判断中利用惯性思维生搬硬套容易出错。下面选择几个典型问题,请读者思考挖掘。
杆、小球加速向右运动 车加速向右运动 小车以2g加速度向右做匀加速直线运动杆对小球的竖直分力不变,水平分力变大 AB绳拉力不变,BC绳拉力变大 出现临界态。2绳拉力为0,1绳拉力为槡5mg
即时演练
如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线上,将小球P悬吊起来。轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量。
参考答案
设绳对小球的拉力为T,
弹簧对小球的压力为F
在水平方向有Tsinθ=ma
在竖直方向有Tcosθ+F=mg
根据胡克定律有F=kx
解得x=m(g-acotθ)/k
讨论:
①若a<gcotθ,则弹簧伸长x=m(g-acotθ)/k;
②若a=gcotθ,则弹簧伸长x=0;
③若a>gcotθ,则弹簧压缩x=m(acotθ-g)/k。
(作者单位:江苏省江阴市高级中学)