物理易混概念与图像辨析

本节导读

这一节不讲新知识，把第 2、3、6、7、10、13 节里最容易记混的六对概念放到一起比。主线各节已经有对比表的，这里不重抄定义，只补跨章节的情形和读图时最容易看错的地方；每组开头先点明主线哪一节、哪张表已经比过什么，定义回那一节去看。

每组三样：一张对比表、一句口诀、一个小判断。图像没有画出来，坐标轴、斜率和面积都用文字说清，读的时候可以自己在纸上画一画。建议考前一个月用，每天看两三组，看完做本节练习。

辨析一：位移与路程

第 2 节的对比表已列出定义、类型和大小关系。会弄混，多半是碰到折返、往返和绕圈的情形（第 3、7 节）：

情形	位移的大小	路程
汽车先前进 $10\,\mathrm{m}$10m，再倒车 $4\,\mathrm{m}$4m	$6\,\mathrm{m}$6m	$14\,\mathrm{m}$14m
竖直上抛，落回抛出点（上升高度 $h$h）	0	$2h$2h
沿半径为 $r$r 的圆周走半圈	$2r$2r	$\pi r$πr

口诀：位移只连起点和终点，路程把走过的路全算上。

判断：平抛出去的小球落地时，位移的大小可能等于路程。——错。平抛的轨迹是曲线，从抛出点到落地点的直线段总比轨迹短，所以位移的大小一定小于路程。

辨析二：速度与加速度

第 2 节的表比较了速度、速度变化量和加速度各描述什么。真正容易错的，是速度为零、速度最大这些时刻的加速度（第 3、7、10 节）：

情形	速度	加速度
竖直上抛到最高点	零	$g$g，竖直向下
匀速圆周运动	大小不变，方向时刻在变	指向圆心，不为零
简谐运动的质点在平衡位置	最大	零
简谐运动的质点在最大位移处	零	最大，指向平衡位置
汽车刹车，越来越慢	越来越小	不为零，与速度方向相反

口诀：加速度看合力，不看速度；速度为零可以有加速度，速度最大时加速度可以为零。

判断：物体的加速度不变，它的运动方向就不会改变。——错。竖直上抛的加速度始终是 $g$g，到最高点后物体照样掉头下落；加速度不变只保证速度均匀地变化。

辨析三：平衡力与作用力和反作用力

第 6 节的对比表已列出作用对象、力的性质、产生与消失、能否抵消四项。最容易错的是物体在加速的时候：

情形	沿运动方向作用在同一物体上的两个力	两个物体之间的一对力
马拉着车加速前进	车受的拉力大于阻力，不平衡	马拉车的力等于车拉马的力
拔河时甲队把乙队加速拉过去	乙队受的拉力大于地面对乙队的摩擦力，不平衡	甲拉乙的力等于乙拉甲的力
火箭点火加速升空	燃气的推力大于火箭的重力，不平衡	燃气推火箭的力等于火箭推燃气的力

口诀：先看受力物体，一个物体上找平衡，两个物体间找相互；相互作用的两个力永远等大，加速方向上的力不平衡。

判断：跳高运动员起跳时，地面对人的支持力大于人对地面的压力。——错。这两个力是作用力和反作用力，总是等大；人能向上加速，是因为支持力大于人受的重力。

辨析四：位移时间图像与速度时间图像

第 2 节的对比表已列出斜率表示、水平线、倾斜直线、面积、交点五项，如「交点」一行：$x$x-$t$t 图像是「相遇（位置相同）」，$v$v-$t$t 图像是「速度相等」。下面补三种同样容易看错的情形：

图上看到的	$x$x-$t$t 图像	$v$v-$t$t 图像
图线与时间轴相交	位移为零，从原点出发的物体回到了出发点	速度为零，物体可能在这一刻掉头
图线由时间轴上方到了下方	物体到了原点的另一侧	速度反向，物体开始往回走
图线是曲线	速度在变，某点切线的斜率是那一刻的速度	加速度在变，某点切线的斜率是那一刻的加速度

口诀：先认纵轴：纵轴是 $x$x，斜率是速度；纵轴是 $v$v，斜率是加速度，面积是位移。

判断：竖直上抛的 $v$v-$t$t 图线穿过时间轴后继续向下，说明物体已经落到抛出点下方。——错。穿过时间轴只说明速度反向、开始下落；物体在哪里要看面积，上下两块面积相等时才回到抛出点。

辨析五：振动图像与波的图像

第 10 节的对比表已列出横轴、描述的对象、周期性三项（横轴：振动图像是「时间 $t$t」，波的图像是「位置 $x$x」）。做题前先看横轴写的是 $t$t 还是 $x$x，读图时还有三件事容易混：

读图的问题	振动图像	波的图像
某个质点此刻往哪边运动	顺着时间轴看它下一时刻的位移	先知道波的传播方向，再用平移法
过一段时间图像怎样变	往后接着画，已画出的部分不变	整个波形沿传播方向平移
图线上某点的斜率	该时刻质点的速度（纵轴是从平衡位置量起的位移，切线斜率就是速度）	不直接表示速度

口诀：横轴是时间，盯住一个质点看它怎样动；横轴是位置，看同一时刻一群质点排成什么样。

判断：振动图像上某时刻图线向上倾斜，说明质点向正方向运动；那么在波的图像上，某质点所在处图线向上倾斜，它也一定向正方向运动。——错。前半句对；波的图像要先知道波往哪边传，再用平移法判断，传播方向相反，结论也相反。