物理容易混淆两原理解析
一、对物理学的基本概念和规律的理解不够清晰,记忆不够准确。如热学中分子间作用力的特点、物体的内能、热力学第一定律、分子力做功与分子势能间的关系
[例析一]:分子间同时存在吸引力和排斥力,下列说法正确的是
A、固体分子间的吸引力总是大于排斥力
B、气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
C、分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小
D、分子间吸引力随分子间距离的增大而增大,而排斥力随距离的增大而减小
[错因分析]:本题是通过让考生辨析一些似是而非或似非而是的说法来考查理解能力。其中的A、B两项特别具有干扰性,对于A选项,由于生活中都知道固体(特别是一些坚硬的固体,如钢铁等)是很难把它们拉断的,因此误认为这是因为固体的分子间的引力大于斥力的缘故,这是错误的。固体在平时,分子间的引力与斥力大小相等,处于平衡状态,而当我们对它施加作用力而企图把它拉长时,分子间的距离稍微变大一点,分子间的引力就远大于斥力,从而分子间的作用力宏观上变成了引力,因此很难被拉断。对于B选项,也有不少人认为气体正是由于分子间的作用力表现为斥力,因此才充满整个容器,这也是错误的。气体之所以充满整个容器,是因为气体分子间几乎没有相互作用力,分子除了与其他分子发生碰撞以外,总是做匀速直线运动,直到它们与器壁碰撞。同样,气体分子对器壁有压强,这是气体分子在与器壁碰撞过程中的作用力产生的,与气体分子间的斥力无关。
[正确解答]:分子间同时存在着相互吸引和排斥的力,固体分子间的距离较近,其平均距离就是分子间处于平衡时的距离,这时相互作用的引力和斥力大小相等,选项A不对,气体分子间距离很远(大约是平衡时距离的10倍以上),分子间的作用力完全可以忽略,分子除相互碰撞及与器壁发生碰撞以外,都做匀速直线运动,因此它总是充满整个容器,选项B也不对。分子间的引力和斥力都是随着距离的增大而减小的,只是斥力减小得比引力更快,选项C正确而选项D错误。
[点评]:对物理学的基本概念和规律要舍得花功夫记忆和理解,特别是热学、物理光学、原子物理在高考前一定要去记。
二、对于力学中机械波图象与机械振动的图象的特点和区别在考试中容易混淆
[例析二]:一简谐波的波源在坐标原点O处,经过一段时间振动从O点向右传播20cm到Q点,如图(1)所示,P点离O点的距离为30cm,试判断P质点开始振动的方向。
[错因分析]:从图(2)看,P点距Q点相差1/2波长,则波再向前传播1/2波长就传到P点,所以画出如图所示的波形图,因为波源在原点,波沿x轴正方向传播,所以可判定,P点开始振动的方向是沿y轴正方向(即向上),主要原因是把机械波的图象当成机械振动的图象看待,而波的形成是质点依次带动的结果,在波向前传播1/2波长的同时,前面的波形也变化了。
[正确解答]:因为原图中的波形经历了半个周期的波形如图(3)所示,在此波形基础上,向前延长半个波形即为P点开始振动时的波形图,图为波源在原点处,所以介质中的每个质点都被其左侧质点带动,所以P点在刚开始时的振动方向沿y轴负方向(即向下),从另外一个角度来看,原图中Q点开始振动时是向下的,因为所有质点开始振动时的情况均相同,所以P点开始振动的方向应是向下的。
[点评]:本题中的错解是混淆了振动图象与波动图象,那么这两个图象又有什么不同呢?
(1)首先两个图象的坐标轴所表示的物理意义不同:振动图象的横坐标表示时间,而波动图象的横坐标表示介质中各振动质点的平衡位置。
(2)两个图象所描述的对象不同:振动图象描述的是一个质点的位移随时间的变化情况,而波动图象描述的是介质中的一群质点某一时刻各自振动所到达的位置情况,通俗地说:振动图象相当于是在一般时间内一个质点运动的“录像”,而波动图象则是某一时刻一群质点振动的“照片”。
(3)随着时间的推移,振动图象原来的形状(即过去质点不同时刻所达到的位置)不再发生变化,而波动图象由于各质点总在不断地振动,因此随着时间的推移,原有的图象将发生周期性变化。