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考前指导(二) 考场易错要警惕,上好考前最后一堂课
在考试中,我们经常碰到很多容易理解错误和容易混淆的知识点,碰到很多容易做错且常常一错再错的试题。对这些问题考前进行分类汇总,旨在让考生在考场上力避这些“低级”错误,把该得的分得到手,不因无谓失分而遗憾。
失分探因(一) 忽视矢量的方向性
1.忽视运动学公式中速度、加速度的矢量性
[例1] 一物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出,3 s后物体的速率变为10 m/s。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。关于物体此时的位置和速度方向的说法可能正确的是( )
①在A点正上方15 m处,速度方向竖直向上
②在A点正上方15 m处,速度方向竖直向下
③在A点正上方75 m处,速度方向竖直向上
④在A点正上方75 m处,速度方向竖直向下
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
[解析] 此题中给出的条件是3 s后物体的速率变为10 m/s,因此在计算时要考虑此时的速度方向有可能竖直向上,也有可能竖直向下。当速度方向竖直向上时,物体的初速度大小为v0=v+gt=40 m/s,物体的位移大小为h1=t=75 m,物体在A点的正上方,故①错误,③正确。当物体的速度方向竖直向下时,物体的初速度大小为v0′=-v+gt=20 m/s,物体的位移大小为h1′=t=15 m,物体仍然在A点的正上方,故②正确,④错误。故选B。
[答案] B
[明辨误区]
(1)题中未给出矢量方向,只给出大小:如例1,考生最容易出现的错误就是没有考虑3 s时物体的速度可能有两个方向,从而造成漏选答案。因此,考生在解决有矢量参与的问题时,一定要注意题中是否给出了矢量的方向,如果没有给出,则需要考生考虑多方向的可能性,然后规定正方向(或建立x轴或y轴),将矢量转化为标量进行运算求解。
(2)运动存在往返情况:一定要先选定一个正方向,在使用匀变速直线运动的公式进行计算时要注意矢量(如速度、加速度、位移等)的正负。
(3)比较矢量情况:矢量相同必须是大小、方向都相同;若只比较大小,不需要考虑方向。
2.对摩擦力的方向及突变性认识不足
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[例2] 如图所示,传送带与地面的夹角为θ=37°,从A到B的长度为8.8 m,传送带以v0=6 m/s 的速度逆时针转动,在传送带上端无初速度放一个质量为1 kg的物体,它与传动带之间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
(1)求物体从A运动到B所需的时间;
(2)若物体在传送带上可以留下划痕,求划痕的长度。
[解析] (1)开始阶段,传送带对物体的滑动摩擦力的方向平行于传送带向下,物体由静止开始下滑,受力分析如图(a)所示,由牛顿第二定律可得mgsin θ+μmgcos θ=ma1,代入数据解得a1=10 m/s2。物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1==0.6 s,运动的位移x1=a1t12=1.8 m<8.8 m,即物体加速到6 m/s 时仍未到达B点。由于μ<tan θ,故当物体加速至与传送带速度相同时,物体在合外力的作用下,将继续做加速运动,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带对物体的滑动摩擦力的方向平行于传送带向上,受力分析如图(b)所示,由牛顿第二定律有mgsin θ-μmgcos θ=ma2,代入数据解得a2=2 m/s2。设物体从位移为x1处至运动到B点所需的时间为t2,则lAB-x1=v0t2+a2t22,代入数据解得t2=1 s(另一解不符合题意已舍去),故物体从A运动到B所需的时间为t=t1+t2=1.6 s。
(2)物体加速至与传送带速度相同时,传送带前进的距离为x2=v0t1=3.6 m,而物体运动的距离等于其位移x1=1.8 m,物体相对于传送带向上运动的距离为Δx1=x2-x1=1.8 m。物体的速度大于传送带的速度后,传送带运动的距离为x3=v0t2=6 m,物体运动的距离为x4=7 m,物体相对于传送带向下滑行的距离为Δx2=x4-x3=1 m,由于Δx1>Δx2,故物体在传送带上的划痕长度为Δx1=1.8 m。
[答案] (1)1.6 s (2)1.8 m
[明辨误区]
(1)摩擦力的方向与物体自身的运动方向没有必然联系。如例2,当物体向下的速度小于传送带的速度时,物体相对于传送带向上滑动,此时物体受到的滑动摩擦力的方向平行于传送带向下;而当物体的速度大于传送带的速度后,物体相对于传送带向下滑动,此时物体受到的滑动摩擦力的方向则变为平行于传送带向上。
(2)在分析摩擦力的方向时,一定要注意摩擦力方向的可变性,尤其是在分析滑动摩擦力的时候,二者共速(转折点)的时刻往往是摩擦力方向发生突变的关键时刻。
3.忽视场强叠加的