高一物理经典错题及解析
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以下是一份高一物理经典错题及解析:
题目:质量为m的物体从高处自由下落,经时间t,重力对物体做功的平均功率为?
错解:物体做自由落体运动,平均速度等于初速度与末速度之和的一半,即$\overset{―}{v} = \frac{v_{0} +
v_{t}}{2} = \frac{gt}{2}$,平均功率$P =
F\overset{―}{v} = mg\overset{―}{v} =
mg\frac{gt}{2}$。
错因:上述解法中物体下落时是初速度为零的匀加速运动,平均速度$\overset{―}{v} = \frac{v_{0} + v_{t}}{2}$不成立。实际上,物体下落时是变速运动,平均速度不等于初末速度和的一半。
正解:设物体下落的高度为h,由动能定理得$mgh =
\frac{1}{2}mv_{t}^{2}$,经时间t,末速度的大小为$v_{t}
= gt$,重力对物体做功的平均功率为$P = F\overset{―}{v}
= mg\frac{v_{t}}{2} = mg\frac{gt}{2}$。
说明:本题中由于时间t内位移未知,故无法求出瞬时功率。而平均功率也不是$P = F\overset{―}{v}$,因为$F\overset{―}{v}$只能求出某一时刻的瞬时功率。正确解法是应用动能定理求出末速度大小,再求出平均功率。