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初中物理常考易错题型大盘点!高中生才恍然大悟

时间:2024-10-12 08:37:19   访问量:184

在初中物理中,有一种常见题型是学生必须掌握的,不仅在八年级的期末考试中必考,而且在中考中也频繁出现。然而,许多初中生由于缺乏深入思考和归纳的习惯,往往直到高中阶段才能真正理解这些题目所蕴含的物理知识和解题方法。

这类题目涉及的是“蹦极”和“类蹦极”问题。

其核心在于弹簧模型中动能、重力势能和弹性势能之间的转换。

由于题目中的力的变化、速度和高度的变化以及弹簧形变量的变化,导致相关能量也随之发生变化。正是由于变量众多,大多数初中生在初次遇到这类题目时常常感到无从下手,似乎除了胡乱猜测外别无他法。

首先来看这个“反向蹦极”的题目:

要顺利解答这个题目,需要掌握以下几个基本概念:

1.动能的大小由质量和速度决定!质量越大、速度越快,动能就越大!

2.重力势能的大小由质量和高度决定!质量越大,高度越高,重力势能就越大!

3.弹性势能的大小由形变量(伸长量和压缩量)决定!形变量越大,弹性势能就越大!

我们继续分析这个题目,题干明确指出:人从A点静止释放(即在A点速度为零),上升到B点时速度最大,最高点为C点(即在C点速度为零)。因此,从A到C的过程中,速度先增大后减小,相应的动能也是先增大后减小。人在B点速度最大,所以B点的动能最大,因此D选项错误,A选项正确。而人在上升过程中高度不断增加,因此重力势能一直在增加!所以C选项错误。

当人在A点时,由于弹性绳伸得最长,即形变量最大,因此弹性绳的弹性势能在A点最大!所以B选项正确。

那么,为什么人在A点时速度最大呢?

从初中的角度来看,由于没有学过高中的加速度和牛顿第二定律的知识,只能通过分析受力情况来解答。

当人在A点时,弹性绳的形变量最大,导致弹力大于重力,因此合力向上,改变人的静止状态,使人在此合力作用下向上做加速运动。在这个过程中,弹性绳的形变量逐渐变小,导致弹力逐渐变小,当弹力减小到等于重力时,合力为零,速度达到最大!此后由于惯性,人继续向上运动,形变量继续减小,导致弹力小于重力,因此合力向下,而人的速度还在向上,因此此合力对人来说属于阻力!人在BC过程中做减速运动!从而导致上述能量的变化!

接下来看第二道水平弹簧问题:

由于这道题中的弹簧在水平杆上滑动,所以不涉及重力势能的变化。只存在弹性势能与动能之间的转化。

由于b点是弹簧的原长位置,即形变量为零的位置,所以此时弹簧的弹性势能为零!

由于a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,因此小球在a点速度为零;c是小球到达最右端的位置,因此小球在c点速度也为零。因此小球从a到c的过程中,必然是速度先变大再变小!因此其动能也是先变大再变小!该过程中,由于小球没有在竖直方向上发生运动,即小球在重力方向上没有移动距离,因此小球的重力不做功!

当小球由c点向左返回运动过程中,小球受到向左的弹簧拉力和向右的滑动摩擦力!由于滑动摩擦力取决于压力和接触面粗糙程度这两个因素,而这两个因素并没有发生改变,因此其所受滑动摩擦力并没有改变(正如蹦极过程中重力不变)!但是弹簧在收缩,伸长量变小然后压缩量逐渐变大!因此弹力的大小一直在变化,且方向会变化!由于最初的伸长量比较大,导致小球所受到的向左的弹力大于其所受到的向右的摩擦力!因此小球加速运动,当弹力等于摩擦力时,速度达到最大,此时动能也达到最大!很显然,在此位置时,弹簧并没有恢复原长,即小球在b点右侧某个位置动能最大!当小球到达b点时,弹力为零,只受向右的摩擦力!当小球继续向左运动,弹簧开始压缩,弹力方向变成向右,与摩擦力同向,成为小球运动的阻力!所以此过程中小球一直减速!动能也一直减小!

由此得解!

关于蹦极以及相关的蹦床问题,分析如下:

类似的相关题还有如下所示,大家可以试着用上面的方法进行分析解答!

综上所述,凡是在平时所犯的错误,一定不要轻易放过,要多次研究,深入探究,直到彻底明白与之相关的同一类型题!如此才能算是真正搞明白了这种题,从而避免以后再犯同类错!

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