牛頓運(yùn)動(dòng)定律“易錯(cuò)點(diǎn)”剖析

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律“易錯(cuò)點(diǎn)”剖析 牛頓運(yùn)動(dòng)定律一章應(yīng)該說是整個(gè)高中物理教材中最重要最核心的章節(jié)，對(duì)我們學(xué)習(xí)者來說也是舉足輕重的。本文就新課標(biāo)中該章“易錯(cuò)點(diǎn)”進(jìn)行剖析，請(qǐng)指正。1、牛頓第一定律-是定性地研究了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。它的地位具有雙重性，其一，它屬初高中知識(shí)的結(jié)合部。學(xué)生在初中學(xué)習(xí)中，已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容，我們應(yīng)該以初中知識(shí)為生長(zhǎng)點(diǎn)、以教材內(nèi)容為線索，展開科學(xué)方法教育與思維能力培養(yǎng)；其二，它屬運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)的結(jié)合部，闡明了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)各自研究?jī)?nèi)容的不同，扼要地說明了動(dòng)力學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)勞動(dòng)和科學(xué)研究中的重要性最后指出牛頓在總結(jié)了前人關(guān)于力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了創(chuàng)造研究而提出的三條定律是

2、動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。易錯(cuò)點(diǎn)1：伽俐略的理想實(shí)驗(yàn)證明了（ ） A要物體運(yùn)動(dòng)必須有力作用，沒有力作用物體將要靜止 B要物體靜止必須有力作用，沒有力作用物體就運(yùn)動(dòng) C. 物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài) D物體不受外力作用時(shí)，總保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)【錯(cuò)解分析】與【正確解答】選A，把亞里斯多德、伽利略、笛卡爾、牛頓的各自的觀點(diǎn)混淆。應(yīng)該熟記古代物理人的著名觀點(diǎn)，盡管有些觀點(diǎn)現(xiàn)在我們知道是錯(cuò)誤的。如亞里斯多德認(rèn)為：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就要靜止下來。伽利略認(rèn)為：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒省?笛卡爾認(rèn)為：如果沒有其他原因，運(yùn)動(dòng)的

3、物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)改變?cè)瓉淼姆较?。伽利略和笛卡爾?duì)物體的運(yùn)動(dòng)做了準(zhǔn)確的描述，但是沒有指明原因是什么，牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力學(xué)知識(shí)，提出了三條運(yùn)動(dòng)定律，其中牛頓第一定律是指， 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。有了上述詳細(xì)理解，就知道正確答案是D了。易錯(cuò)點(diǎn)2：關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中，正確的是（ ） A牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律 B牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 C. 慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的 D. 物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持【錯(cuò)解分析】與【正確解答】牛頓第一定律是物體

4、在理想條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，反映的是物體在不受力的情況下所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而自然界中不受力的物體是不存在的，因此也說牛頓第一定律是理想定律。另外要充分理解伽利略的理想實(shí)驗(yàn)：讓小球從一個(gè)斜面從靜止?jié)L下來，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。理想?shí)驗(yàn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是以可靠的事實(shí)為依據(jù)，抓住主要因素，忽略次要因素，解釋自然規(guī)律。理想實(shí)驗(yàn)在我們的現(xiàn)實(shí)生活中是不能操作的。故A是錯(cuò)誤的慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，是物體的一種屬性，是由物體的質(zhì)量來唯一量度的;慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，顯然C不正確由牛頓第一定律可知，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，

5、但要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則必須有力的作用，答案為B、D易錯(cuò)點(diǎn)3：有人說：“運(yùn)動(dòng)得越快的汽車越不容易停下來，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快其慣性越大”這句話對(duì)嗎? 分析：不對(duì)物體的慣性大小反映了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，慣性與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度速度大的汽車停下來和速度小的汽車停下來相比，速度大的汽車速度變化量大。所以較難停下來，并不是速度大的汽車慣性大實(shí)際上，在相同的阻力作用下，速度大小不同而質(zhì)量相同的物體，在相同時(shí)間內(nèi)速度的減小量是相同的，它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程變慣性是相同的，與它們的速度無關(guān)2、牛頓第二定律-是定量地研究了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。由于高中力學(xué)部分是由牛頓定律為基礎(chǔ)

6、所構(gòu)建的體系，在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中，牛頓第二定律為核心內(nèi)容?！拔矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變”起到了承上啟下的作用，承上，使學(xué)生加深了對(duì)牛頓第一定律的理解，啟下，通過實(shí)例定性地了解了牛頓第二定律。通過實(shí)驗(yàn)定量分析，得出牛頓第二定律。教材中使用了三個(gè)變量，通過控制變量法，來研究物理規(guī)律，即先保持一個(gè)量不變?nèi)パ芯苛韮蓚€(gè)物理量間的變化關(guān)系，然后再保持另外一個(gè)量不變，研究另兩個(gè)量間的變化關(guān)系。然后把前面綜合起來就可以得到三者之間的關(guān)系，這是一種非常重要的研究方法，在以后的知識(shí)如電容、電阻等內(nèi)容都會(huì)用到此法。是培養(yǎng)學(xué)生能力的好材料。易錯(cuò)點(diǎn)4：勻速上升的升降機(jī)頂部懸有一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛有一小球.若升降機(jī)突然停止運(yùn)動(dòng)，

7、在地面上的觀察者看來，小球在繼續(xù)上升的過程中A.速度逐漸減小B.速度先增大后減小C.加速度逐漸增大D.加速度逐漸減小【錯(cuò)解分析】與【正確解答】本題研究的是牛頓第二定律的瞬時(shí)性與物體在變力作用下的運(yùn)動(dòng)問題，考查考生從物體的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析入手，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，建立正確的物理情境的能力，同時(shí)也考查了慣性、物體的平衡條件、彈力、速度和加速度的關(guān)系等基本概念的規(guī)律.此題中物體原來勻速上升，這時(shí)彈簧彈力與物體的重力平衡，當(dāng)升降機(jī)突然停止運(yùn)動(dòng)后，由于慣性小球繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，使彈簧縮短，彈力減小，合力方向向下且逐漸增大，所以加速度變大，速度減??；當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度減小到自然長(zhǎng)時(shí)，彈力為零，小球

8、的加速度等于重力加速度g,隨著小球繼續(xù)上升彈簧開始被壓縮，彈力向下且逐漸增大，小球的加速度大于重力加速度并繼續(xù)增大，速度繼續(xù)減小直到減小為零.在答題中有相當(dāng)一部分考生，沒有注意到物體開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧彈力等于小球重力這一條件，而認(rèn)為開始彈力大于重力，從而得出速度先增大后減小的結(jié)論（誤選B）.解答物體在變力作用下的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是分析力及其變化規(guī)律，然后由運(yùn)動(dòng)公式和牛頓第二定律瞬時(shí)性來確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.正確解答 AC易錯(cuò)點(diǎn)4：超重和失重就是物體的重量增加和減小嗎？答：不是! 只有在平衡狀態(tài)下，才能用彈簧秤測(cè)出物體的重力!因?yàn)榇藭r(shí)彈簧秤對(duì)物體的支持力（或拉力）的大小恰等于它的重力!假若系統(tǒng)在豎直方

9、向有加速度，那么彈簧秤的示數(shù)就不等于物體的重力了，大于mg 時(shí)叫“超重”小于mg叫“失重”（等于零時(shí)叫“完全失重”）!注意：物體處于“超重”或“失重”狀態(tài)，地球作用于物體的重力始終存在，大小也無變化。發(fā)生“超重”或“失重”現(xiàn)象與物體的速度V方向無關(guān)，只取決于物體加速度的方向。在“完全失重”（a=g）的狀態(tài)，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，比如單擺停擺、浸在水中的物體不受浮力等。另外，“超重”或“失重”狀態(tài)還可以從牛頓第二定律的獨(dú)立性（是指作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的加速度）上來解釋。上述狀態(tài)中物體的重力始終存在，大小也無變化，自然其產(chǎn)生的加速度（通常稱為重力加速度g）是不發(fā)生

10、變化的，自然重力不變。易錯(cuò)點(diǎn)5：如圖2，把一小鐵塊浸入盛汞的燒杯中，用細(xì)線系于杯底，天平處于平衡，某時(shí)刻突然斷開細(xì)繩，在鐵塊上升過程中（ ） A、天平仍處于平衡。B、天平順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)。 C、天平逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)。D、以上答案均不正確?！惧e(cuò)解分析】與【正確解答】絕大多數(shù)學(xué)生沿襲鐵塊受到的浮力大于重力，其加速上升，處于超重狀態(tài)，自然是逆時(shí)針了！以上的分析，選出誤解答案C。請(qǐng)注意，在鐵塊加速上升的同時(shí)，同體積的水銀卻在以等大的加速度加速下降，其處于失重狀態(tài)，一個(gè)超重狀態(tài)，一個(gè)失重狀態(tài)，是否該選D呢?再仔細(xì)分析一下“超出的重力(大小等于m鐵a)”和“失去的重力(大小等于m汞a)”誰(shuí)大?同體積的鐵、汞，

11、汞重，又因?yàn)榧铀俣鹊却蠓聪?，自然是“水銀失去的重力”大，所以應(yīng)該選B.3、牛頓第三定律與二力平衡二力平衡和牛頓第三定律的條件一樣，都是“大小相等，方向相反，作用在同一條直線上”。但是，二力平衡時(shí)物體只有靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)，而反時(shí)物體卻可以是任何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。易錯(cuò)點(diǎn)6：下列說法中，正確的是 ( )A. 凡是大小相等、方向相反且分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力必定是一對(duì)作用力與反作用力。B凡是大小相等、方向相反、作用在同一物體上的兩個(gè)力必定是一對(duì)作用力與反作用力。C凡是大小相等、方向相反、作用在同一直線上且分別作用在不同物體上的兩個(gè)力必定是一對(duì)作用力與反作用力。D相互作用的一對(duì)力，誰(shuí)是作用力，誰(shuí)是

12、反作用力可以是任意的?！惧e(cuò)解分析】與【正確解答】在講述“牛頓第三定律”時(shí)，大多數(shù)教師和學(xué)生都會(huì)總結(jié)出作用力與反作用力的特點(diǎn)。相同點(diǎn)：(1)同性質(zhì)。(2)同大小。(3)同時(shí)存在,同時(shí)變化，同時(shí)消失 。(4)同直線；相異點(diǎn)：(1)方向不同。(2)作用點(diǎn)不同。首先，針對(duì)上述特點(diǎn)，大多數(shù)教師都會(huì)特別地做出強(qiáng)調(diào)，而忽略了“相互作用”這一最前沿的條件，導(dǎo)致有些學(xué)生形成定勢(shì)只要滿足“相同點(diǎn)”和“相異點(diǎn)”中的所有條件，這二個(gè)力一定是作用力與反作用力。如兩個(gè)力大小相等，方向相反，性質(zhì)相同，作用在同一直線上，分別作用在兩個(gè)物體上，則這兩個(gè)力一定是作用力與反作用力嗎？為此有些學(xué)生就誤選了C答案。其次，對(duì)相同點(diǎn)中的第(3)點(diǎn),一些教師、教輔書甚至是教材上面的理解和敘述都欠缺完美性。有些敘述是“作用力消失，反作用力隨之消失”?！半S之”嚴(yán)格意義上講就有了先后之分，因此確切的敘述應(yīng)該是“作用力消失，反作用力同時(shí)消失”，也就是說應(yīng)該突出強(qiáng)調(diào)“同時(shí)性”。綜上分析知正確答案為D。對(duì)于牛頓第三定律，其一的作用就是解釋相關(guān)的現(xiàn)象，如A對(duì)B、B對(duì)A之類的。其二作用就是在一些計(jì)算題中的“轉(zhuǎn)向”作用。如神舟6號(hào)飛船重為8000kg，靜止在陳列室中的水平地面上，試證明它對(duì)地的壓力？當(dāng)然我們是太容易得出結(jié)論的了。但要有詳盡