高中物理三个易混知识点例析

　　摘 要： 高中物理有很多物理知识，他们之间总是存在直接或间接的联系，尤其是经常碰到一些易混知识点时，许多学生在学习时不经过思考，不弄清物理含义，混淆理解，导致结果经常错误。本文主要从高中物理三个最容易混淆点总结区分加以例析，以便学生能够更好地掌握。
　　关键词： 高中物理 易混淆知识点 r 平均力 斜率
　　
　　一、万有引力公式F=与向心力公式F=中r易混淆
　　严格地说万有引力公式中的r应理解为距离，而向心力公式中的r为曲率半径即我们常常说的半径。高中常见的能很好地区分这两个r不同的就是双星系统，其中万有引力中的r是双星的间距L，但是向心力中的r为星体各自做圆周运动的半径，我们知道L＞r。其实在其他地方我们也经常碰到，比如：
　　例1：某卫星沿椭圆轨道绕行星运行，近地点离行星中心的距离是a，远地点离行星中心的距离为b，若卫星在近地点的速率为V，则卫星在远地点时的速率V多少？
　　错解：卫星运行所受的万有引力提供向心力，在近地点时，有G=m，在远地点时有G=m，上述两式相比得=，故V=V。
　　分析纠错：以上错误在于认为做椭圆运动的卫星在近地点和远地点的轨道曲率半径不同。实际做椭圆运动的卫星在近地点和远地点的轨道曲率半径相同，设都等于R。所以，在近地点时有G=m，在远地点时有G=m，上述两式相比得=，故V=V，由此可见此r非彼r。
　　二、对空间的平均力和对时间的平均力易混淆
　　在动量定理中的平均力应该是对时间的平均作用力，而在动能定理中的平均力是对空间的平均作用力。一个是对时间的积累，使物体动量发生改变;另一个是对空间的积累，对物体做了功，改变了物体的动能，它们各自产生的效果是不相同的。因此我们在两种方法的选择上一定要停顿判断是哪种平均才行。
　　例2：如图所示，弹簧振子在水平方向做简谐运动，摩擦力不计，振幅A为0.2m，小球的质量m为1Kg，弹簧劲度系K数为100N/m，周期T为0.2π，求：（1）小球在平衡位置的速度大小；（2）从最大位移到平衡位置弹簧对小球做的功。
　　错解：（1）由动量定理得T=mv，其中=代入得v=1.57m/s。
　　（2）由动能定理得W=mv≈1.23J。
　　分析纠错：上面的错误在于动量定理中的平均力为对时间的平均力，但在代入时把对空间的平均力代入计算。因此正确的解法为W=S=A=2J，然后再求速度有W=mv，所以v=，这样就理顺它们之间的关系了。因此在应用时我们必须要把这两种力的意义和对象搞清楚，不能混为一谈，才能杜绝错误发生。
　　三、非线性U-I图像中两种斜率容易混淆
　　例3：在“描述小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，所描绘出的伏安特性曲线是一条曲线，如图所示。怎样根据曲线特征判断灯泡电阻的变化呢？又怎样根据曲线求得小灯泡在某一电压下工作时的电阻呢？
　　错解：许多同学在做这道题时，都认为小灯泡的电阻随斜率的增大而增大，某一电压下工作时的电阻也即为此时曲线的斜率的大小。
　　分析纠错：上面的做法是误认为曲线的斜率为某一电压下的工作电阻。根据欧姆定律我们知道R=，由图可知R=，即P点时的工作电阻为P点与原点连线的斜率。而由图可知P点的斜率为K==tanβ，我们可以看出这两者结果完全不同。正确的做法为从图像的电阻大小看某点与原点连线的斜率，可知电阻越来越大；而具体小灯泡在某一电压下工作时的电阻的求法就为当时的电压和当时的电阻的比值。
　　其实两种比下来的结果我们可从单位上理解都是电阻，但是他们的含义完全不一样，其中R==tanα叫做非线性元件的静态电阻，静态电阻为某工作点导体（或半导体）两端的电压与通过导体（或半导体）的电流的比值，它表示导体（或半导体）对电流的阻碍作用。而K==tanβ表示动态电阻，动态电阻表示导体（或半导体）两端的电压随电流变化的快慢或趋势。而我们高中学习的欧姆定律求出就是静态电阻，所以造成这样误解。
　　在高中物理学习的过程中，会碰到诸多类似的易混知识点，我们必须要养成认真理解各种物理含义，加以类比和区分，注重细节，从而才能避免出现更多的错误，这是学好物理的一大关键点。
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文