牛顿运动定律“易错点”剖析 4页

牛顿运动定律“易错点”剖析牛顿运动定律一章应该说是整个高中物理教材中最重要最核心的章节，对我们学习者来说也是举足轻重的。本文就新课标中该章“易错点”进行剖析，请指正。1、牛顿第一定律----是定性地研究了力与运动的关系。它的地位具有双重性，其一，它属初高中知识的结合部。学生在初中学习中，已经了解了牛顿第一定律的基本内容，我们应该以初中知识为生长点、以教材内容为线索，展开科学方法教育与思维能力培养；其二，它属运动学和静力学的结合部，阐明了运动学和动力学各自研究内容的不同，扼要地说明了动力学知识在生产劳动和科学研究中的重要性．最后指出牛顿在总结了前人关于力学知识的基础上，进行了创造研究而提出的三条定律是动力学的基础。易错点1：伽俐略的理想实验证明了（）A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将要静止B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动C.物体不受外力作用时，一定处于静止状态D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态【错解分析】与【正确解答】选A，把亚里斯多德、伽利略、笛卡尔、牛顿的各自的观点混淆。应该熟记古代物理人的著名观点，尽管有些观点现在我们知道是错误的。如亚里斯多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。笛卡尔认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出了三条运动定律，其中牛顿第一定律是指，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。有了上述详细理解，就知道正确答案是D了。易错点2：关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（）A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持【错解分析】与【正确解答】牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，因此也说牛顿第一定律是理想定律。另外要充分理解伽利略的理想实验：让小球从一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。理想实验是科学实验，是以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，解释自然规律。理想实验在我们的现实生活中是不能操作的。故A是错误的．惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，是物体的一种属性，是由物体的质量来唯一量度的;\n惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，显然C不正确．由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，答案为B、D．易错点3：有人说：“运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快其惯性越大．”这句话对吗?分析：不对．物体的惯性大小反映了物体运动状态改变的难易程度，惯性与物体运动状态无关，质量是物体惯性大小的唯一量度．速度大的汽车停下来和速度小的汽车停下来相比，速度大的汽车速度变化量大。所以较难停下来，并不是速度大的汽车惯性大．实际上，在相同的阻力作用下，速度大小不同而质量相同的物体，在相同时间内速度的减小量是相同的，它们运动状态改变的难易程变——惯性是相同的，与它们的速度无关．2、牛顿第二定律----是定量地研究了力与运动的关系。由于高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，在牛顿运动定律中，牛顿第二定律为核心内容。“物体运动状态的改变”起到了承上启下的作用，承上，使学生加深了对牛顿第一定律的理解，启下，通过实例定性地了解了牛顿第二定律。通过实验定量分析，得出牛顿第二定律。教材中使用了三个变量，通过控制变量法，来研究物理规律，即先保持一个量不变去研究另两个物理量间的变化关系，然后再保持另外一个量不变，研究另两个量间的变化关系。然后把前面综合起来就可以得到三者之间的关系，这是一种非常重要的研究方法，在以后的知识如电容、电阻等内容都会用到此法。是培养学生能力的好材料。易错点4：匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球.若升降机突然停止运动，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中A.速度逐渐减小B.速度先增大后减小C.加速度逐渐增大D.加速度逐渐减小【错解分析】与【正确解答】本题研究的是牛顿第二定律的瞬时性与物体在变力作用下的运动问题，考查考生从物体的受力分析和运动分析入手，运用牛顿运动定律分析物体的运动过程，建立正确的物理情境的能力，同时也考查了惯性、物体的平衡条件、弹力、速度和加速度的关系等基本概念的规律.此题中物体原来匀速上升，这时弹簧弹力与物体的重力平衡，当升降机突然停止运动后，由于惯性小球继续向上运动，使弹簧缩短，弹力减小，合力方向向下且逐渐增大，所以加速度变大，速度减小；当弹簧的长度减小到自然长时，弹力为零，小球的加速度等于重力加速度g,随着小球继续上升弹簧开始被压缩，弹力向下且逐渐增大，小球的加速度大于重力加速度并继续增大，速度继续减小直到减小为零.在答题中有相当一部分考生，没有注意到物体开始做匀速运动时弹簧弹力等于小球重力这一条件，而认为开始弹力大于重力，从而得出速度先增大后减小的结论（误选B）.解答物体在变力作用下的运动，关键是分析力及其变化规律，然后由运动公式和牛顿第二定律瞬时性来确定物体的运动情况.正确解答AC易错点4：超重和失重就是物体的重量增加和减小吗？答：不是!只有在平衡状态下，才能用弹簧秤测出物体的重力!因为此时弹簧秤对物体的支持力（或拉力）的大小恰等于它的重力!假若系统在竖直方向有加速度，那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了，大于mg时叫“超重”小于mg叫“失重”（等于零时叫“完全失重”）!\n注意：物体处于“超重”或“失重”状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化。发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关，只取决于物体加速度的方向。在“完全失重”（a=g）的状态，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。另外，“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的独立性（是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度）上来解释。上述状态中物体的重力始终存在，大小也无变化，自然其产生的加速度（通常称为重力加速度g）是不发生变化的，自然重力不变。易错点5：如图2，把一小铁块浸入盛汞的烧杯中，用细线系于杯底，天平处于平衡，某时刻突然断开细绳，在铁块上升过程中（）A、天平仍处于平衡。B、天平顺时针加速转动。C、天平逆时针加速转动。D、以上答案均不正确。　【错解分析】与【正确解答】绝大多数学生沿袭铁块受到的浮力大于重力，其加速上升，处于超重状态，自然是逆时针了！以上的分析，选出误解答案C。请注意，在铁块加速上升的同时，同体积的水银却在以等大的加速度加速下降，其处于失重状态，一个超重状态，一个失重状态，是否该选D呢?再仔细分析一下“超出的重力(大小等于m铁a)”和“失去的重力(大小等于m汞a)”谁大?同体积的铁、汞，汞重，又因为加速度等大反向，自然是“水银失去的重力”大，所以应该选B.3、牛顿第三定律与二力平衡二力平衡和牛顿第三定律的条件一样，都是“大小相等，方向相反，作用在同一条直线上”。但是，二力平衡时物体只有静止和匀速直线运动两种状态，而Ｆ反＝－Ｆ时物体却可以是任何运动状态。易错点6：下列说法中，正确的是()A.凡是大小相等、方向相反且分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力。B．凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力。C．凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在不同物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力。D．相互作用的一对力，谁是作用力，谁是反作用力可以是任意的。【错解分析】与【正确解答】在讲述“牛顿第三定律”时，大多数教师和学生都会总结出作用力与反作用力的特点。相同点：(1)同性质。(2)同大小。(3)同时存在,同时变化，同时消失。(4)同直线；相异点：(1)方向不同。(2)作用点不同。首先，针对上述特点，大多数教师都会特别地做出强调，而忽略了“相互作用”这一最前沿的条件，导致有些学生形成定势－－只要满足“相同点”和“相异点”\n中的所有条件，这二个力一定是作用力与反作用力。如两个力大小相等，方向相反，性质相同，作用在同一直线上，分别作用在两个物体上，则这两个力一定是作用力与反作用力吗？为此有些学生就误选了C答案。其次，对相同点中的第(3)点,一些教师、教辅书甚至是教材上面的理解和叙述都欠缺完美性。有些叙述是“作用力消失，反作用力随之消失”。“随之”严格意义上讲就有了先后之分，因此确切的叙述应该是“作用力消失，反作用力同时消失”，也就是说应该突出强调“同时性”。综上分析知正确答案为D。对于牛顿第三定律，其一的作用就是解释相关的现象，如A对B、B对A之类的。其二作用就是在一些计算题中的“转向”作用。如神舟6号飞船重为8000kg，静止在陈列室中的水平地面上，试证明它对地的压力？当然我们是太容易得出结论的了。但要有详尽的证明过程，如何做？本题证明飞船对地的压力，说明“地”是受力物体，受力分析应该分析地球，但是地球的受力能分析得清楚吗？因此只能转而分析“飞船”，先由二力平衡知，支持力竖直向上，大小等于重力大小等于80000N，再由牛顿第三定律得出压力大小等于支持力大小，因此知压力方向向下，大小为80000N。这就是牛顿第三定律的“转向”作用，不要小视这点儿作用，没有它，你在某些计算题的最后回答中就会出现方向性的错误。