[物理]解題的常見思維缺陷

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1.想當然
    具體表現(xiàn)在:對問題的性質(zhì)、特點沒有做深入細致的分析,不是自覺地運用物理知識求解問題,而是以主觀想象代替客觀事實,憑直覺經(jīng)驗武斷下結(jié)論。如:
    例1 輪船在靜水中行速為v.若它在A、B兩碼頭間行駛,已知A、B間距為s,水流方向從A到B,流速為v′,試求船在A、B間往返一次所需的時間。
    錯解 順水時船的行速為v1=v+v′,逆水時船的行速為v2=v-v′。一來一回,速度得失相等,恰好抵消。故輪船往返一次的時間與在靜水中行駛的時間相等,即t=2s/v。
    分析 輪船一來一回,速度的增與減數(shù)值相等,但時間的減與增數(shù)值并不相等。計算可得實際時間應(yīng)是
    t′=>t
    例2 如圖2-8-1,燒杯及試管內(nèi)均盛有水,加熱燒杯使杯內(nèi)水沸騰,問試管內(nèi)的水能否沸騰?
    錯解 管內(nèi)水能達到沸點,故能沸騰。
    分析 液體沸騰不但要達到沸點,而且在沸點仍要吸熱,本題中試管內(nèi)的水雖能達到沸點,但在沸點時由于管內(nèi)外無溫差,無法從管外吸收汽化熱,故不能沸騰。
    又如,有些同學不是運用力和運動的關(guān)系進行分析,而是憑想象認為:圖2-8-2中,當物體靜止時,T=G,當物體向上運動時,T>G,當物體向下運動時,T<G。
    再如,對圖2-8-3均勻扇形薄鐵板,有些同學沒有做深入的分析,就認為:當加熱后,角度α將增大。
    2.顧此失彼
    主要表現(xiàn)有:(1)觀察事物片面,描述物理現(xiàn)象不完整;(2)對于解題相關(guān)的多個因素,只抓住其中的若干因素,而丟掉其他因素;(3)對問題的幾個解沒有全面考慮,造成答案的殘缺不全,等等。如:
    例3 如圖2-8-4,長為5米的平板車在水平地面上以恒定的速度v=1米/秒向右運動。若在車的正中央相對于小車平板豎直向上拋出一個小球,球從拋出到落回在車上時所經(jīng)歷的時間為2秒,問小球?qū)⒙浠氐叫≤嚿系氖裁次恢??(不計空氣阻力?BR>    錯解 小球豎直向上運動,而小車水平向右運動,2秒鐘內(nèi),小車向右移動距離為
    s=vt=1米/秒×2秒=2米<2.5米
    由此可知,球?qū)⒙湓陔x拋出點為2米的左邊。
    分析 上述解答只考慮到小球相對于小車豎直向上運動,而沒有考慮到由于慣性,小球在水平方向仍將保持與車相等的速度運動。全面地考慮這兩個運動,即知小球?qū)⒙浠氐皆瓛伋鳇c。
    例4 在一個杯子里裝著半杯水,水面上浮著一木塊,若在杯子里再加入若干濃鹽水,則木塊所受的浮力將如何變化?
    錯解1 因為F浮=ρ液gV排,加入鹽水后,ρ液增大,故F浮也增大。
    錯解2 因為F浮=ρ液gV排,加入鹽水后,木塊將稍向上浮起,即V排減小,故F浮也減小。
    分析 上述兩種解答都是片面的。實際上,當加入鹽水后,ρ液增大,而V排減小。這兩個變化都會對F浮造成影響。因為木塊處于漂浮態(tài),故據(jù)二力平衡條件可知,F(xiàn)浮=G木。
    例5 已知光線從右上方沿與水平面成60°角的方向射來,要使這光線經(jīng)平面鏡反射后成水平方向,平面鏡應(yīng)如何擺放?(設(shè)入射光線與反射光線都在紙面上)
    錯解 只能如圖 2-8-5 放置 (平面鏡與水平面夾角為30°)。
    分析 圖2-8-5的解答本身并無錯誤。但本問題實際有兩個解。上述解答漏掉了如圖2-8-6 的解(平面鏡與水平面夾角為60°)。
    3.一成不變
    主要表現(xiàn)在:把瞬息萬變的事物看成僵化不變的東西;沒有注意條件的變化,濫用已有結(jié)論;用不變量去代替變量,等等。如:
    例6 質(zhì)量為0.1千克、溫度為25℃的水吸收8千卡熱量后,溫度能升高多少攝氏度?
    錯解 因為Q=cmΔt。所以
    Δt==80℃
    分析 上述解答沒有考慮水的狀態(tài)的變化,實際上,水溫升高75℃時,水將沸騰,水溫也就不再升高。
    例7 “220V 15W”的電燈泡接到200伏的電路上,實際功率多大?
    錯解 通過燈泡的電流為
    I==安,燈泡的實際功率 P實=IU=安×200伏=13.7瓦。
    分析 上述解答中I=3/44安是在220伏的電壓下通過燈泡的電流,當電路電壓為200伏時,通過燈絲的電流將會變小。正確解答是:
    燈泡燈絲電阻為
    R===歐,
    實際功率為
    P實==瓦=13.6瓦
    例8 如圖2-8-7所示的電路,當可變電阻R的阻值增大時,通過R的電流將如何變化?
    錯解 根據(jù)歐姆定律,當R增大時,流過R的電流I將減小
    分析 上述解答所用的公式及所得的答案都是正確的,但分析過程卻存在錯誤。錯誤在于將公式I=中的U看成一成不變。實際上,電阻R兩端的電壓U是隨著R的增大而增大的。正確解答是:
    當可變電阻R增大時,R和R′的并聯(lián)總電阻也增大了,于是引起電路總電流I總的減小。而由于加在R′上的電壓增大,使得流過R′的電流I′增大。由I總=I′+I,可知通過電阻R的電流I也就減小了。
    4.生搬硬套
    有些同學對物理公式只滿足于記住它的形式,而對公式包含的深刻內(nèi)容了解甚少。主要表現(xiàn)在:(1)不明確公式中各量的意義;(2)不明確公式中各量的對應(yīng)關(guān)系;(3)不明確公式的適用范圍。如:
    例9 一物體在前10秒內(nèi)的平均速度是1米/秒。則它在前20秒內(nèi)通過的路程 ( )
    ①等于20米 ②大于20米③小于20米 ④不能確定
    錯解 選①。因為s=vt=1米/秒×20秒=20米
    分析 1米/秒是物體在前10秒內(nèi)的平均速度,而物體在第二個10秒內(nèi)的運動快慢未知。故不能確定物體在前20秒內(nèi)究竟走過多少路程。
    例10 如圖2-8-8所示,正方體物塊棱長為10厘米,放在容器內(nèi)的水中,底部與器底密切接觸,試求物塊所受的浮力。
    錯解 據(jù)阿基米德定律,有F浮=ρ水gV排 =1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.13米3=9.8牛
    分析 物塊底部不沾水,根據(jù)浮力的實質(zhì),可知物塊所受浮力F浮=0。
    例11 物體重為10牛,在光滑水平地面上移動了0.5米,試求重力所做的功。
    錯解 根據(jù)W=Fs,因為F=G,所以
    W=Gs=10?!?.5米=5焦
    分析 公式W=Fs中的s是物體在力F的方向上移動的距離,本題中物塊沿水平面運動,在重力G的方向上并沒有移動,故W=0