解析“力”中的几个易错点

2024-05-18 09:05赵宇
关键词:台面弹力示意图

赵宇

力学是物理学的基础,在物理学中占有非常重要的地位。力的概念跟同学们的日常生活有着非常密切的关系,同学们对力学知识有很丰富的感性认识。但这些认识多是零碎的,甚至是肤浅的,在学习各种力的过程中,同学们一定要经历感知、描述、测量等认识过程,进而对力的概念形成一个正确的认识,深化对重力、弹力、摩擦力等各类力的理解,同学们对力的错误认知主要集中在以下几个方面。

易错点1 对重力的概念理解不到位

重力是由于地球的吸引而产生的,但并不是地球对物体的吸引力!初中阶段,同学们只需知道,不需深究,高中时会深入学习和探讨。重力的大小用公式C=mg计算,地球表面的g值在计算时常取10N/kg。其他星球上的物体也受重力作用,其大小也能用这个公式计算。不过g值和地球表面的不同。比如,月球表面的g值大约是地球的1/6。“玉兔号”月球车到达月球后,质量不变,所受重力约为在地球上的1/6。

同学们都知道重力的方向是竖直向下的,但你理解“竖直向下”的真正含义吗?众所周知,地球是球形的。想象一下,你站立在地表,地球的另一端和你脚板对脚板的位置(大约是美洲的某个地方)也站立着一个人,相对于你,他应该是“头朝下的”,对吧?但是,地球上每一个站立的人,都觉得自己是头朝上的,这就是重力的神奇之处!地球对其表面的物体都有吸引作用,在地球上,不同地方的竖直向下方向都是不同的。如图1所示。

例1 下图为描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图,图中的虚线表示石块下落的路径,则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是( )。

错误答案:A

错因分析:没有真正理解重力产生的原因。对重力方向的理解只停留在“竖直向下”的字面意思。

正解与分析:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的方向总是竖直向下的,地球上不同位置的人释放手中石块后。石块受到的重力的方向是竖直向下的,石块都要落向地球。

正确答案:B

易错点2 对弹力的概念理解不到位

发生弹性形变的物体由于要恢复原状。会对跟它直接接触的物体产生弹力,弹力是日常生活中最常见的力,推力、拉力、压力、支持力等都属于弹力,弹力的大小与弹性形变的关系非常复杂。用力压皮球,球变瘪了,弹力和瘪下去的形变绝不是简单的正比关系:用力掰钢尺。钢尺弯曲了,弹力和弯曲程度的关系也很复杂。只有在弹性限度内,弹簧的弹力大小才与形变量成正比,不能以偏概全。弹力的方向,同学们要分类处理。压力、支持力的方向垂直于接触面指向受力物体,绳的拉力的方向沿绳指向绳子收缩的方向,杆的弹力的方向并不一定沿杆的方向!

例2下列有关弹力的说法正确的是( )。

A.将一叠书放在桌面上,我们没有观察到桌面有什么变化,因此桌面没有产生弹力

B.特殊情况下,两个物体不接触也可以产生相互作用的弹力

C.只有弹簧才能产生弹力

D.某弹簧在弹性限度内,伸长量越大,产生的弹力越大

错误答案:A、B

错因分析:没有理解弹力产生的原因和过程。

正解与分析:根据力的作用效果可知,将一叠书放在桌面上,桌面由于受到壓力而发生微小形变,产生弹力作用,A错误;产生弹力的两个物体必须相互接触,B错误;各种发生弹性形变的物体都可以产生弹力作用,例如竹竿、弹簧片、塑料尺等发生弹性形变时,都可以产生弹力作用,C错误;根据弹簧测力计的原理可知,弹簧在弹性限度内,伸长量越大,产生的弹力作用就越大,D正确。

正确答案:D

易错点3 对相互作用力的概念理解不到位

我们知道,力的作用是相互的,施力物体在施加力的同时,也受到受力物体施加的反作用力。所以,相互作用力作用在两个物体上,同时产生,同时变化,同时消失,而且一定是同种性质的力。

例3 小明回到家开始完成学校布置的家庭劳动作业——为家人做一顿饭。做饭时,小明将鸡蛋在橱柜台面上磕一下来打破蛋壳,而台面却完好无损。下列对此现象的解释正确的是( )。

A.鸡蛋和台面受到的力一样大

B.鸡蛋受到的力较大

C.台面先对鸡蛋施加了力

D.鸡蛋受到了力。台面不受力,所以蛋壳破了。台面完好

错误答案:B、C、D

错因分析:没有真正理解“相互作用力”的特点,根据力的作用效果——蛋壳破了,认为鸡蛋受到的作用力大。

正解与分析:“鸡蛋在台面上磕一下”中的“磕”是相互的,也就是说,鸡蛋对台面施力。台面也对鸡蛋施力,这两个力是相互作用力,它们的大小是相等的。蛋壳破了,是力的作用效果,说明蛋壳的硬度比台面小,不能与力的大小判断混淆。

正确答案:A

易错点4 不会对物体进行受力分析,不能准确作出力的示意图

在对物体进行受力分析时,不少同学心中没数,全凭感觉或记忆,胡乱分析,往往是要么多力。要么漏掉了一些力,同学们做这类题时,要仔细读题,严格按照题目要求去作图。如果题目只让作出某个力,正确作出该力即可;如果让作受力示意图,一般先作出重力(作用点在重心上,方向竖直向下),再作其他力。

另外,作受力示意图时,如果把重力、弹力等力的作用点平移到物体的重心上,力的作用效果不变,即所有力的示意图的起点可以都作在物体的重心上,这样作出的受力示意图美观,也便于进一步分析和处理。

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