初中物理解題典型錯(cuò)例分析

第30卷第4200年4●初中教學(xué)園地

中學(xué)物理教學(xué)參PhyscsTeachngnMddleSch

Vol30NoApr(山東省莒縣夏莊一 在物理解題中,由于審題不夠深入細(xì)致;或者對(duì)物理過(guò)程、物理模型認(rèn)識(shí)不夠準(zhǔn)確;或者應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解題時(shí)沒(méi)有賦予實(shí)際物理意,等等.都會(huì)使物理解題誤入歧途,解題出現(xiàn)錯(cuò)誤.下面就初中物理習(xí)題,對(duì)一些典型錯(cuò)例作以剖析,供讀者參考.1(人教版三年制初中物理第二冊(cè)27面第1題)1厘米3的水中含有3.351022個(gè)水分子,一個(gè)水分子的質(zhì)量有多大?錯(cuò)解由于1厘米3的水里含有3.351022個(gè)水分子,所以一個(gè)水分子的體積為VV0=3.351厘米=3.35 10-23厘米所以,m0=V=1克/厘米 2. 10-23厘米=2 1023克錯(cuò)誤分析表面看來(lái),計(jì)算嚴(yán)謹(jǐn),似乎正確,其實(shí)這種解法是錯(cuò)誤的.原因有二:其一,物質(zhì)是由分子構(gòu)成的,分子間存在著間隙,因而,水的體積為1厘米3,應(yīng)該是3.351022個(gè)水分子的體積跟分子間隙體積之和.這一解法中,很明顯忽視了水分子間存在間隙這一物理事實(shí);其二,水的密度為一個(gè)宏觀(guān)量,而一個(gè)水分子的體積卻是一個(gè)微觀(guān)量,二者不能進(jìn)行直接運(yùn)算.正確解法1厘米3

m=V=1克厘米 1厘米3=1克由于1厘米3的水中含有3.35 1022個(gè)水分子,所以1個(gè)水分子的質(zhì)量為m0

1= =

相互吸引而3. 3.3529910-23克例2(人教版三年制初中《物理》第一冊(cè)第49面第9題)設(shè)計(jì)一個(gè)從和水的混合液中分離出的辦法.錯(cuò)解把混合液裝入軟塑料瓶中,敞口放入冰箱的冷凍室內(nèi)強(qiáng)凍一段較長(zhǎng)的時(shí)間.由于水的凝固點(diǎn)為0℃,而的凝固點(diǎn)為-℃,所以冷凍后凝固的是水,倒出來(lái)的便是較純的.錯(cuò)誤分析單從凝固點(diǎn)高低考慮,這一方案似乎簡(jiǎn)單可行實(shí)際上,這一方案根本不能把和水分離開(kāi)來(lái).我們知道,(乙醇)能和水以任意比例混合,這是因?yàn)榫凭退诮Y(jié)構(gòu)上具有相似性,它們的分子都含有羥基,水分子與分子間能形成氫鍵

互溶.因此,要實(shí)現(xiàn)二者的分離,首先應(yīng)使二者分子間的氫鍵斷裂.要使氫鍵斷裂必須向混合液提供能量(加熱),而冷凍放熱不僅不能使氫鍵斷裂,反而結(jié)合更穩(wěn)定.正確解法給混合液加熱,由于1大壓下785,而水的沸點(diǎn)為100,所以加熱后先沸騰,以氣體的形式從水中逸出,然后冷卻蒸氣便得到液態(tài)酒精,則原來(lái)盛混合液的容器中剩下的便是水(這種方法叫分餾法例3有一只定值電阻阻值為R,當(dāng)加在它兩端的電壓由12伏增至18伏時(shí),通過(guò)它的電流增加了0.6安,則這只電阻消耗的電功率錯(cuò)解由電功率計(jì)算P=UI,知ΔP=ΔU·ΔI,據(jù)題意·ΔU=U2-U1=6伏,ΔI=0.6安所 ΔP=ΔU·ΔI=3.6瓦錯(cuò)因分析由P=UI類(lèi)比寫(xiě)出的關(guān)系式ΔP=ΔU·ΔI,實(shí)際上是不成立的.因?yàn)棣=P2-P1=U2I2-U1I1U2-U1I2-I1),即ΔP≠ΔU·ΔI.正確解法一U1=12伏U2=18,ΔI=0.6安由ΔI=I2-I1=U2-U1,代入數(shù)值解

定律作圖,只要反射角等于入射角作出三線(xiàn)(法線(xiàn)、入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn))就算正確了.其實(shí),這是用作圖結(jié)果代表了作圖過(guò)程.因?yàn)?若據(jù)光的反射定律作圖,必須先確定出反射點(diǎn)及法線(xiàn),而本題中根本不能直接確定出反射點(diǎn)及圖法線(xiàn),故不能用反射 律做圖.解法二看起來(lái)好像是正確的,其實(shí)所 I1

U1R

R=10歐12伏=1.2安

是錯(cuò)誤的.因?yàn)?圖3雖然具有準(zhǔn)確的幾何意義(即從幾何作圖角度看,確定出的入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)的位置是準(zhǔn)確的),但沒(méi)有任何物理 2=

18伏=1.8安

意義故ΔP=P2-P1=U2I2-U1I1=18瓦正確解法二ΔP=P2-

正確解法根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn),作出發(fā)UU22UU2 =R-

S在平面鏡中的像SA18伏 10歐

(12伏10

于點(diǎn)O再連結(jié)點(diǎn)S和點(diǎn)O、A,標(biāo)好光線(xiàn) 圖=18瓦=I 正確解法三ΔP==I 2R-I1=18瓦正確解法四ΔPU1+U2)ΔI(推導(dǎo)過(guò)),代入數(shù)值得ΔP=(18伏+12伏 0.6安=18瓦4如圖1所示,由發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出的其中一條光線(xiàn)經(jīng)平面鏡反射后,反射光線(xiàn)剛好通過(guò)點(diǎn)A.試畫(huà)出這條光線(xiàn)的光路圖.

圖 圖錯(cuò)解一根據(jù)光的反射定律,盡最大可能(如借助量角器等)使反射角等于入射角.如圖2所示,ON為法線(xiàn),∠SON=∠AON.錯(cuò)解二3所示,A關(guān)于鏡面的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,連結(jié)SAO,作出射方向,4所示在圖4的作圖中,它包含著這樣的物理意義:若有眼睛在點(diǎn)A,便能沿AO方向看好像是從虛像點(diǎn)發(fā)出的.而在圖3作圖中,例5(第十屆初中物理競(jìng)賽試題第五題)由電源引到某工地的一只“220VW”的燈泡,亮度較暗,測(cè)得其實(shí)際功率為81瓦,而電源電壓確為220伏,求輸電導(dǎo)線(xiàn)

錯(cuò)解燈泡消耗的功率之所以小于額定功率,就是因?yàn)殚L(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)具有一定電阻而消耗一定功率的緣故,所以P=P-P=100瓦-81瓦=19瓦錯(cuò)誤分析電源電壓雖然恒定,但電源輸出的功率是變化的,隨著電路中的總電阻的增大電源輸出的功率減小.因而,燈泡跟導(dǎo)線(xiàn)上消耗的功率之和應(yīng)小于燈泡的額定功率.故P<P-P,則有P<19瓦正確解法燈泡正常工作時(shí),線(xiàn)OA,則SO為入射光線(xiàn)OA即為反射光線(xiàn)錯(cuò)因分析解法一中,以為根據(jù)光的反 P額·

U2R

(220伏 =100瓦 第30卷第4200年4●問(wèn)題討論

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Vol30NoApr(廣西南寧鐵路一 講完電磁感應(yīng)后,一位學(xué)生向筆者提出一個(gè)問(wèn)題.題目如圖1所示,虛線(xiàn)兩側(cè)分別為磁感強(qiáng)度B1、B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向相反.當(dāng)閉合矩形金屬線(xiàn)圈垂直于磁場(chǎng)方向向下運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬線(xiàn)圈中是否有感應(yīng)電流 圖分析似簡(jiǎn)單,其實(shí)并非容易回答下運(yùn)動(dòng)時(shí),矩形線(xiàn)圈的左右兩邊垂直切割磁感,設(shè)Lv分別為矩形線(xiàn)圈左、右兩邊的邊長(zhǎng)和矩形切割磁感線(xiàn)的速度,動(dòng)勢(shì)應(yīng)為E=(B1+B2)Lv≠0,電流;但由于線(xiàn)圈平面始終與磁感線(xiàn)平行,過(guò)線(xiàn)圈的“磁通量始終為零”,沒(méi)有變化,由法電磁感應(yīng)定律可知矩形線(xiàn)圈中并無(wú)感應(yīng)電生.怎么會(huì)出現(xiàn)自相的?經(jīng)過(guò)思考、分析,筆者給這名學(xué)生兩點(diǎn)答,并表?yè)P(yáng)了他勤思好問(wèn)的學(xué)習(xí)態(tài)度.磁感線(xiàn)是閉合的曲線(xiàn),因此圖中虛線(xiàn)附情況如圖2所示如果是這樣的話(huà),當(dāng)矩形線(xiàn)長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)引到工地上工作時(shí),

圈向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量不是沒(méi)有變化,而是變化的,不過(guò)磁感線(xiàn)是通過(guò)磁鐵內(nèi)部與外界磁感線(xiàn)閉合,因而線(xiàn)圈中會(huì)有感應(yīng)電生,不會(huì)出現(xiàn)互相的情況.圖 圖如果磁感線(xiàn)不是閉合的曲線(xiàn),即有所謂的磁單極子存在的話(huà),如圖3所示,那么當(dāng)線(xiàn)圈垂直磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈中的磁通量沒(méi)有變化(始終為某一定值),但卻有感應(yīng)電生.可見(jiàn),法電磁感應(yīng)定律成立的前提條件是磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn).如果磁單極子存在的話(huà),那么該定律就得修改了,電磁學(xué)的很多內(nèi)容也要修改.雖然有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了磁單極子,但還沒(méi)有得到進(jìn)一步的證實(shí).因此,對(duì)待每一個(gè)物理問(wèn)題要仔細(xì)分析、研究,而不能盲目解題,要根據(jù)已掌握的科學(xué)知識(shí)審題、分析所問(wèn)物理問(wèn)題本身是否符合規(guī)律、符合實(shí)際,是否具有科學(xué)性. (收稿日期:20