掃描“功和機械能”易錯點

“功和機械能”這章包括功、功率、動能和勢能、機械能及其轉化四部分內容．本章的概念和公式較多，易錯點也較多．張老師總結了以下三個易錯點．供同學們參考．

易錯點1 判斷力是否做功時易出錯

如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離．我們就說這個力對物體做了功．物理學中所說的做功，包含兩個必要因素：一個是作用在物體上的力，另一個是物體在這個力的方向上移動的距離．兩者缺一不可．很多同學沒有理解“物體在這個力的方向上移動的距離”這句話的含義，對做功需要滿足的條件認識模糊，錯誤地認為，只要有力和距離這兩個因素，就可以做功．

例1 （2023·宜賓，改編）如圖1所示，一個物體被水平力F壓在豎直墻面上保持靜止狀態．當水平力減為F的三分之一時，該物體剛好勻速下滑．下滑時，水平力對物體________（填“做”或“不做”）功．

錯誤答案：做

錯因分析：對做功的兩個必要因素理解不透徹．認為只要有力和距離這兩個因素，就可以做功．

正解與分析：下滑時，水平力對物體的作用是沿水平方向的，而物體是沿豎直方向移動的．兩個方向垂直，物體并沒有在推力的方向上移動距離，所以下滑時水平力對物體不做功．

正確答案：不做

易錯點2 計算功和功率這兩個易混物理量時易出錯

功的計算公式為W=Fs．功率的定義式為P=W/t，將這兩個公式組合還可以推導出P=W/t=Fs/t=Fv．同學們在具體情境中計算功和功率時．需要對物體進行受力分析，由其運動狀態判斷力F的大小，并在題干中找出物體在力的方向上移動的距離s．找出或計算出物體運動的速度等物理量，這樣才能套用公式來求解，如果同學們前面力學知識掌握得不牢同，那么解答題目就比較困難了，有時同學們還需要綜合應用前面所學的密度、重力等知識，才能解題．例如，在計算克服重力做的功時，功W=Gh=mgh=ρVgh．

例2 （2023·廣州）如圖2所示，所受重力為SN的物體A在水平拉力F的作用下，在水平面上從M點勻速直線運動到Ⅳ點用時3s：如圖3所示．在物體A上放置一個砝碼，物體A在水平拉力F2的作用下．在另一水平面上從p點勻速直線運動到Q點用時2s．

（1）在MN、PQ兩段，若物體A的速度分別為v1、v2，物體A所受的摩擦力分別f1、f2，則v1________v2，f1________f2．（均填“gt;”“lt;”或“=”）

（2）物體A從M點運動到N點，拉力F1做的功為________J、功率為________W，物體A所受重力做的功為________.

錯誤答案：（1）第二空填“lt;” （2）最后一空填“1.5J”

錯因分析：（1）解答第二空對物體進行受力分析時，只關注到壓力的變化．實際上，物體在兩次拉力作用下都做勻速直線運動，摩擦力與拉力平衡，大小相等．第二次壓力大．拉力小，說明第二個面較光滑．（2）不理解功的計算公式，認為重力和在水平方向上移動距離的乘積就是重力做的功．

正解與分析：（1）由圖2可知，在MN段，物體A勻速運動的路程s1=0.3m，水平拉力F1=1N，其速度v1=s1/t1=0.3m/3s=0.1m/s；在PQ段，物體A勻速運動的路程s2=0.4m，水平拉力F2=0.6N，其速度v2=s2/t=0.4m/2s=0.2m/s，則v1f2.（2）物體A從M點運動到N點，拉力F1做的功W1=F1s1=1N×0.3m=0.3J．功率P1=W1/t1=0.3J/3s=0.1w．物體A所受重力的方向是豎直向下的，物體在豎直方向上沒有移動距離，所以重力沒有做功，即物體A所受重力做的功為0．

正確答案：（1）lt; gt; （2）0.3 0.1 0

易錯點3 判斷機械能的轉化時易出錯

動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能．一個物體可以既具有動能，又具有勢能，把這兩種能量加在一起，就得到它的機械能．如果只有物體的動能和勢能相互轉化．盡管動能和勢能的大小會變化．但其機械能的總和不變，或者說．機械能是守恒的．判斷機械能是否守恒．在具體的情境中．同學們需要判斷機械能的總和是否發生變化，例如，物體機械能是否轉化為其他形式的能．物體運動過程中是否受阻力，碰撞時物體機械能是否有損失等．

例3 （2023·涼山州）如圖4所示．從B點沿水平桌面自由滾落的小球A的運動軌跡如虛線所示，C、F兩點等高，D點為球與水平地面的接觸點，不計空氣阻力，下列說法不正確的是（ ）．

A.小球在C點的機械能等于在F點的機械能

B.小球在C點的動能大于在F點的動能

C.小球從E點到F點的過程中．機械能不變

D．小球從D點（離開地面的瞬間）到E點的過程中．動能轉化為重力勢能

錯誤答案：B

錯因分析：沒有從圖中提取出一個重要信息——小球越跳越低．小球的機械能逐漸減小．認為不計空氣阻力．小球在整個運動過程中的機械能就不變．

正解與分析：小球A從B點運動到F點的過程中，由小球與地面發生碰撞且上升的高度E點低于B點可知，小球的機械能有損失，所以小球在C點的機械能大于在F點的機械能，A選項說法錯誤；由圖可知C、F兩點等高，小球的重力勢能相同，則小球在C點的動能大于在F點的動能．B選項說法正確：小球從E點到F點的過程中，不計空氣阻力，只有重力做功，機械能守恒，C選項說法正確；小球從D點（離開地面的瞬間）到E點的過程中，高度增加，速度減小，動能轉化為重力勢能，D選項說法正確．

正確答案：A