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      例析“運(yùn)動(dòng)和力”的思維誤區(qū)

      2020-09-10 07:22:44黃繼奎
      關(guān)鍵詞:支持力平衡力鐵軌

      黃繼奎

      運(yùn)動(dòng)和力是力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,下面通過典例剖析,幫助同學(xué)們避開6個(gè)常見誤區(qū)。

      誤區(qū)一:誤認(rèn)為慣性是力

      例1 關(guān)于慣性,以下說法正確的是( )。

      A. 百米賽跑運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)后不能馬上停下來,是由于運(yùn)動(dòng)員具有慣性

      B. 汽車駕駛員和乘客系上安全帶,是為了減小汽車行駛中人的慣性

      C. 行駛中的公交車緊急剎車時(shí),乘客會(huì)向前傾,是由于慣性力的作用

      D. 高速公路嚴(yán)禁超速,是因?yàn)樗俣仍酱髴T性越大

      錯(cuò)解:B或C

      解析:百米賽跑運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)后不能馬上停下來,是由于運(yùn)動(dòng)員具有慣性;汽車駕駛員和乘客系上安全帶,是為了減小汽車行駛中慣性造成的危害;行駛中的公交車緊急剎車時(shí),乘客會(huì)向前傾,是由于乘客具有慣性,慣性不是力,不能說受到慣性力的作用;物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、速度等因素?zé)o關(guān)。

      答案:A

      點(diǎn)評:慣性是物體的一種屬性,慣性大小只與物體的質(zhì)量大小有關(guān),與物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度等都沒有關(guān)系。

      誤區(qū)二:混淆平衡力和相互作用力導(dǎo)致張冠李戴

      例2(2019·甘肅·蘭州)對于靜止在水平軌道上的列車,下列分析中正確的是( )。

      A. 列車所受重力和列車對鐵軌的壓力是一對相互作用力

      B. 列車所受重力和鐵軌對列車的支持力是一對相互作用力

      C. 列車所受重力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力

      D. 列車對鐵軌的壓力和鐵軌對列車的支持力是一對平衡力

      錯(cuò)解:B或D

      解析:列車所受的重力和列車對鐵軌的壓力,方向都向下,所以不是相互作用力;列車所受的重力和鐵軌對列車的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在同一個(gè)物體上,是一對平衡力;列車對鐵軌的壓力和鐵軌對列車的支持力,作用在兩個(gè)不同的物體上,是一對相互作用力。

      答案:C

      點(diǎn)評:此題考查了相互作用力與平衡力的辨析。平衡力與相互作用力的區(qū)別,關(guān)鍵看是否作用在同一物體上。

      誤區(qū)三:誤認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

      例3 關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說法正確的是( )。

      A. 力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

      B. 物體只要運(yùn)動(dòng)就需要力的作用

      C. 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因

      D. 物體受到力的作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變

      錯(cuò)解:D

      解析:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了,一定受到力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、C正確;物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持,比如物體不受力時(shí),同樣可做勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體受到非平衡力時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)改變,而受到平衡力時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

      答案:C

      點(diǎn)評:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。

      誤區(qū)四:誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)

      例4(2019·四川·巴中)在粗糙程度相同的水平面上,重為10 N的物體在F = 5 N的水平拉力作用下,沿水平面由A點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),如圖1所示,此時(shí)撤去拉力,物體繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)停下來。下列說法正確的是( )。

      A. 物體在AB段摩擦力等于10 N

      B. 物體在AB段摩擦力小于5 N

      C. 物體在BC段摩擦力等于5 N

      D. 物體在AB段摩擦力大于BC段摩擦力

      錯(cuò)解:D

      解析:物體在AB 段做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),則拉力與滑動(dòng)摩擦力是一對平衡力,所以fAB = F = 5 N;在BC 段物塊做減速運(yùn)動(dòng),因壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變,所以滑動(dòng)摩擦力的大小不變,還是5 N。

      答案:C

      點(diǎn)評:滑動(dòng)摩擦力的大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),與接觸面面積、相對運(yùn)動(dòng)速度等無關(guān)。

      誤區(qū)五:混淆靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力

      例5(2019·湖南·益陽)如圖2所示,用手握住一根重為G的長直鐵棒,使鐵棒沿豎直方向靜止時(shí),鐵棒受到的摩擦力( )。

      A. 大小等于G

      B. 大小大于G

      C. 方向豎直向下

      D. 隨著手握棒的力增大而增大

      錯(cuò)解:D

      解析:分析靜摩擦力時(shí),要進(jìn)行受力分析。長直鐵棒處于靜止?fàn)顟B(tài),豎直方向上的合力為零,即靜摩擦力等于重力G,方向豎直向上;握棒的力(壓力)變大時(shí),靜摩擦力的大小和方向不變。

      答案:A

      點(diǎn)評:靜摩擦力要根據(jù)二力平衡條件來求解。首先要明確物體處于平衡狀態(tài),然后根據(jù)二力平衡條件再求解受力物體在某一方向上力的大小和方向。

      誤區(qū)六:誤認(rèn)為運(yùn)動(dòng)的物體一定受到滑動(dòng)摩擦力的作用

      例6 如圖3所示,C是水平地面,A、B是兩個(gè)長方形物塊,F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力,物塊A和B以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知,關(guān)于A、B間摩擦力f1和B、C間摩擦力f2的分析中,正確的是( )。

      A. f1=0,f2≠0

      B. f1=0,f2=0

      C. f1≠0,f2=0

      D. f1≠0,f2≠0

      錯(cuò)解:D

      解析:先以A為研究對象,A做勻速運(yùn)動(dòng),合力為零,由平衡條件分析可知,A不受摩擦力,否則水平方向上A的合力不為零,不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng);再以整體為研究對象,由平衡條件分析可知,地面對B一定有摩擦力。

      答案:A

      點(diǎn)評:要培養(yǎng)根據(jù)狀態(tài)分析受力的習(xí)慣。

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