内容正文:
高一物理必修二(5-7章)易错精选
类型1 对合速度和分速度区分不清导致错误
丢分题1 如图所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为θ,OB段与水平面夹角为α.不计摩擦和轮的质量,则此时小船的速度多大?
类型2忽略平抛和斜面问题中的多解情况
丢分题2 (多选)图中AB为斜面,BC为水平面,从A点以水平速度v0抛出一小球,其落点到A的水平距离为x1;从A点以水平速度3v0抛出小球,其落点到A的水平距离为x2,不计空气阻力,则x1∶x2可能等于 ( )
A.1∶3 B.1∶6
C.1∶9 D.1∶12
类型3 平抛运动中混淆位移夹角和速度夹角
丢分题3 (2023年广州三十五中期末)如图所示,从倾角为θ且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v1 ,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为φ1 ,第二次初速度为v2 ,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为φ2 ,若v2>v1 ,则φ1 和φ2 的大小关系是 ( )
A.φ1>φ2 B.φ1<φ2
C.φ1=φ2 D.无法确定
类型4对物理过程分析不透导致错误
丢分题4 如图所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度ω绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔,已知Oa、Ob夹角为φ,求子弹的速度.
类型5对向心加速度的理解不深导致错误
丢分题5 (多选)关于向心加速度,以下说法中正确的是 ( )
A.物体做匀速圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度
B.物体做圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度
C.物体做圆周运动时的加速度的方向始终指向圆心
D.物体做匀速圆周运动的加速度的方向始终指向圆心
类型6对物理情景认识不清导致错误
丢分题6 (多选)如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方有一钉子C,OC距离为,把悬线另一端的小球m拉到与悬点在同一水平面上无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的 ( )
A.线速度突然增大为原来的2倍
B.角速度突然增大为原来的2倍
C.向心加速度突然增大为原来的2倍
D.悬线拉力突然增大为原来的2倍
类型7不能正确建立匀速圆周运动的模型
丢分题7 质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋,如图所示,其做匀速圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则此时空气对飞机的作用力大小为
A.m B.mg
C.m D.m
类型8对绳—杆模型认识不清
丢分题8 (多选)(2023年佛山一中段考)如图所示,小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的是 ( )
A.小球通过最高点的最小速度为v=
B.小球通过最高点的最小速度为0
C.小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
类型9 对开普勒定律理解不够导致错误
丢分题9 (多选)开普勒关于行星运动的描述,下列说法中正确的是( )
A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上
B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上
C.所有的行星公转周期的三次方跟轨道的半长轴的二次方的比值都相等
D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的
类型10 盲目套用公式导致错误
丢分题10 关于太阳对行星的引力,下列说法中正确的是( )
A.太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力,因此有F=m,由此可知,太阳对行星的引力F与太阳到行星的距离r成反比
B.太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力,因此有F=m,由此可知,太阳对行星的引力F与行星运行速度的二次方成正比
C.太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离的二次方成反比
D.以上说法均不对
类型11 对物理情境认识不清导致错误
丢分题11 (多选)“嫦娥三号”成功登陆月球并释放出“玉兔”月球车(如图),中国成为世界上第三个在月球实现软着陆的国家.我们可以假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行.以下说法正确的是 ( )
A.月地之间的万有引力将不变
B.月球绕地球运动的周期将变大
C.月球绕地球运动的向心加速度将变小
D.月球表面的重力加速度将不变
类型12物理量分析不准引起错解
丢分题12 (多选)已知引力常量是G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度为g.某同学根据以上条件,提出了下列估算地球质量M的方法,正确的是 ( )
A. B. C. D.
类型13混淆万有引力及圆周运动规律导致错误
丢分题13 (多选)设地球同步卫星离地心的距离为r,运行速率为v1,加速度为a1.地球赤道上的物体,随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则 ( )
A.= B.=
C.= D.=
类型14 对光速不变认识不清导致错误
丢分题14 如图所示,强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光速的传播速度为 ( )
A.0.4c B.0.5c
C.0.9c D.c
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高一物理必修二(5-7章)易错精选
类型1 对合速度和分速度区分不清导致错误
丢分题1 如图所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为θ,OB段与水平面夹角为α.不计摩擦和轮的质量,则此时小船的速度多大?
易错分析:在解答本题时易犯错误具体分析如下:
如下图,将速度v分解为v1和v2,
v1=v sin θ,v2=v cos θ,
所以船靠岸的速度是v船=v2=v cos θ.
此错误的原因在于将绳子的速度误认为是合运动.
解析 小船的运动是合运动,它产生了两个效果:一个是沿绳子方向的运动,另一个是绕滑轮做逆时针方向的转动,所以将小船的运动分解到绳子收缩的方向和垂直于绳子的方向,分解如图所示,则由图可以得出v船=.
类型2忽略平抛和斜面问题中的多解情况
丢分题2 (多选)图中AB为斜面,BC为水平面,从A点以水平速度v0抛出一小球,其落点到A的水平距离为x1;从A点以水平速度3v0抛出小球,其落点到A的水平距离为x2,不计空气阻力,则x1∶x2可能等于 ( )
A.1∶3 B.1∶6
C.1∶9 D.1∶12
易错分析:一些同学对小球的可能运动情况不做深入分析,忽略了小球落在斜面上的情况,只根据平抛运动的基本公式x=v0t,y=gt2推出水平位移与初速度成正比,所以认为x1∶x2只可能等于1∶3.
答案ABC
解析 若小球两次都落至斜面,则x=v0t,y=gt2,tan θ=,解得t=,x=,所以x1∶x2=1∶9;若小球两次都落至水平面,则下落高度都为A点距水平面的高度,所以运动时间相等,由x=v0t知x1∶x2=1∶3;若小球第一次落至斜面,第二次落至水平面,则<<.综上所述≤≤,故A、B、C均有可能.
类型3 平抛运动中混淆位移夹角和速度夹角
丢分题3 (2023年广州三十五中期末)如图所示,从倾角为θ且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v1 ,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为φ1 ,第二次初速度为v2 ,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为φ2 ,若v2>v1 ,则φ1 和φ2 的大小关系是 ( )
A.φ1>φ2 B.φ1<φ2
C.φ1=φ2 D.无法确定
易错分析:求解此题时许多同学把斜面倾角为θ这一位移夹角与速度夹角φ1 、φ2 相混淆而在列式时出现错误.
答案C
解析根据平抛运动的推论,做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻或任一位置时,设其速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则tan α=2tan β,由上述关系式结合题图中的几何关系可得tan (φ+θ)=2tan θ.此式表明小球的速度方向与斜面间的夹角φ 仅与θ 有关,而与初速度无关,因此φ1=φ2,即以不同初速度平抛的物体,落在斜面上各点的速度方向是互相平行的,C正确.
类型4对物理过程分析不透导致错误
丢分题4 如图所示,直径为d的纸制圆筒,使它以角速度ω绕轴O匀速转动,然后使子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔,已知Oa、Ob夹角为φ,求子弹的速度.
易错分析:解答本题易犯错误具体分析如下:
答案
解析子弹从a穿入圆筒到从b穿出圆筒,圆筒转过的角度为π-φ,则子弹穿过圆筒的时间为t=.在这段时间内子弹的位移为圆筒的直径d,则子弹的速度为v==.
类型5对向心加速度的理解不深导致错误
丢分题5 (多选)关于向心加速度,以下说法中正确的是 ( )
A.物体做匀速圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度
B.物体做圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度
C.物体做圆周运动时的加速度的方向始终指向圆心
D.物体做匀速圆周运动的加速度的方向始终指向圆心
易错分析:本题易错选项及错误原因分析如下:
易错选项
错误原因
B
误认为变速圆周运动中向心加速度就是合加速度,导致错选B.实际上变速圆周运动中既有向心加速度,又有切向加速度
C
误将做圆周运动的物体的加速度与向心加速度混为一谈.实际上,物体做变速圆周运动时的合加速度是向心加速度与切向加速度的矢量和
答案AD
解析 物体做匀速圆周运动时,向心加速度就是物体的合加速度;物体做变速圆周运动时,向心加速度只是合加速度的一个分量,A正确、B错误;物体做匀速圆周运动时,只具有向心加速度,加速度方向始终指向圆心;物体做变速圆周运动时,圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度不再指向圆心,C错误、D正确.
类型6对物理情景认识不清导致错误
丢分题6 (多选)如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方有一钉子C,OC距离为,把悬线另一端的小球m拉到与悬点在同一水平面上无初速度释放,小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的 ( )
A.线速度突然增大为原来的2倍
B.角速度突然增大为原来的2倍
C.向心加速度突然增大为原来的2倍
D.悬线拉力突然增大为原来的2倍
易错分析:本题常见错误选项及错误原因分析如下
易错选项
错误原因
A
误认为悬线碰到钉子时,小球的线速度会发生突变,出错原因是对力的作用效果认识不够.碰撞前后,小球水平方向上不受力,水平方向上的运动状态不变
D
没有认真审题,将悬线的拉力误认为是小球的合力
答案BC
解析 悬线与钉子碰撞前后,线的拉力始终与小球运动方向垂直,小球的线速度大小不变,A错误;当半径减小时,由ω=知ω变为原来的2倍,B正确;再由an=知向心加速度突然增大为原来的2倍,C正确;而在最低点F-mg=m,故碰到钉子后合力变为原来的2倍,悬线拉力变大,但不是原来的2倍,D错误.
类型7不能正确建立匀速圆周运动的模型
丢分题7 质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋,如图所示,其做匀速圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则此时空气对飞机的作用力大小为
A.m B.mg
C.m D.m
易错分析: 本题易出错的原因:一是不能正确建立飞机运动的模型(实质上是圆锥摆模型),对飞机受力的方向分析错误,如图所示,得出F==m,错选D;二是对飞机受力情况分析错误,错误地认为空气对飞机的作用力就是向心力而错选A.
答案C
解析飞机在空中水平盘旋时在水平面内做匀速圆周运动,受到重力和空气的作用力两个力的作用,其合力提供向心力Fn=m.飞机受力情况如图所示,根据勾股定理得F==m.
类型8对绳—杆模型认识不清
丢分题8 (多选)(2023年佛山一中段考)如图所示,小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的是 ( )
A.小球通过最高点的最小速度为v=
B.小球通过最高点的最小速度为0
C.小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力
易错分析:误认为此题小球在竖直平面内做圆周运动是绳拉球模型而错选A,实际上是轻杆连小球在竖直平面内做圆周运动模型.
答案 BCD
解析小球在圆形管道内做圆周运动,因此在最高点时,内壁可以给小球沿半径向外的支持力,所以小球经最高点时的最小速度可以是零,故A错误,B正确;
小球在水平线ab以下管道中运动时,竖直向下的重力沿半径方向的分力向外,小球的向心力是沿半径指向圆心的,因此小球与外侧壁一定会有相互挤压,所以外侧管壁对小球一定有作用力,C正确;小球在水平线ab以上管道中运动时,当小球速度较小时,重力沿半径方向的分力大于或等于小球做圆周运动需要的向心力,此时小球与外侧壁不存在相互挤压,则外侧管壁对小球没有作用力,当重力沿半径方向的分力大于小球做圆周运动需要的向心力时,内侧管壁对小球可能有作用力,D正确.
类型9 对开普勒定律理解不够导致错误
丢分题9 (多选)开普勒关于行星运动的描述,下列说法中正确的是( )
A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上
B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上
C.所有的行星公转周期的三次方跟轨道的半长轴的二次方的比值都相等
D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的
易错分析:常见错误选项及错误原因分析如下:
易错选项
错误原因
B
受日心说的影响,错误地认为所有的行星绕太阳做匀速圆周运动
C
没有记牢开普勒定律,开普勒第三定律的内容是所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
答案AD
解析由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,A正确,B错误;由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,而各个行星的公转周期不同,故它们的轨道半长轴不同,轨道不同,C错误,D正确.
类型10 盲目套用公式导致错误
丢分题10 关于太阳对行星的引力,下列说法中正确的是( )
A.太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力,因此有F=m,由此可知,太阳对行星的引力F与太阳到行星的距离r成反比
B.太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力,因此有F=m,由此可知,太阳对行星的引力F与行星运行速度的二次方成正比
C.太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离的二次方成反比
D.以上说法均不对
答案C
解析不同行星运动的半径不同,线速度也不同,由公式F=m无法判断F与v、r的关系,A、B错误;由向心力表达式F=和v、T的关系式v=,得F=,根据开普勒第三定律=k,得T2=,联立以上两式,有F=,故太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的平方成反比,C正确,D错误.
类型11 对物理情境认识不清导致错误
丢分题11 (多选)“嫦娥三号”成功登陆月球并释放出“玉兔”月球车(如图),中国成为世界上第三个在月球实现软着陆的国家.我们可以假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行.以下说法正确的是 ( )
A.月地之间的万有引力将不变
B.月球绕地球运动的周期将变大
C.月球绕地球运动的向心加速度将变小
D.月球表面的重力加速度将不变
易错分析:常见错误选项及错误原因分析如下:
易错选项
错误原因
A
移民导致地球质量减小,月球质量增加,没有经过详细计算,而错误地认为移民前后地球与月球的质量乘积不变
D
没有考虑到由于移民,月球的质量逐渐增大
答案BC
解析 设移民质量为Δm,未移民时的万有引力F引=G与移民后的万有引力F′引=G比较可知,由于M比m大,所以F′引>F引;由于地球的质量变小,由F引′=G=(m+Δm)r=(m+Δm)a可知,月球绕地球运动的周期将变大,月球绕地球运动的向心加速度将变小;由月球对其表面物体的万有引力大小等于其重力可知,由于月球质量变大,因而月球表面的重力加速度将变大.
类型12物理量分析不准引起错解
丢分题12 (多选)已知引力常量是G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度为g.某同学根据以上条件,提出了下列估算地球质量M的方法,正确的是 ( )
A. B. C. D.
易错分析:①将月球的绕地周期T1与地球的自转周期T2相混淆,而错选B.
②在计算过程中将地球的半径R忽略而错选C.
答案AD
解析 由题意得G=m(R+h),得M=,C错误;对月球绕地球做圆周运动,由G=mr,得M=,A正确,B错误;在地面重力大小近似等于万有引力,由G=mg,得M=,D正确.
类型13混淆万有引力及圆周运动规律导致错误
丢分题13 (多选)设地球同步卫星离地心的距离为r,运行速率为v1,加速度为a1.地球赤道上的物体,随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则 ( )
A.= B.=
C.= D.=
易错分析:对错误选项及错误原因具体分析如下:
答案AD
解析 地球同步卫星和随地球自转的物体周期或角速度相等,其加速度a=ω2r,容易确定A正确;同时,第一宇宙速度v2就是近地卫星的运行速度,对于近地卫星和同步卫星来说,=m,=m,不难确定D选项也正确.
类型14 对光速不变认识不清导致错误
丢分题14 如图所示,强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光速的传播速度为 ( )
A.0.4c B.0.5c
C.0.9c D.c
易错分析:对本题易错选项及错误原因具体分析如下:
易错选项
错误原因
A
认为两飞船相对速度即为观测到的光束的传播速度
C
认为强强乘坐的宇宙飞船的速度即为观测到的光束的传播速度
答案 D
解析 根据光速不变原理,在一切惯性参考系中测量到的真空中的光速c都一样,而壮壮所处参考系即为惯性参考系,因此壮壮观察到的光速为c,D正确.
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常见错误
错误原因
误认为子弹穿过纸制圆筒的时间为,从而求出子弹的速度为
对运动的具体过程认识不清,子弹穿过纸制圆筒的时间内,纸筒转过的角度为π-φ,而非φ
易错选项
错误原因
B
错误地认为地球赤道上的物体,随地球自转时的向心力与地球同步卫星做匀速圆周运动的向心力同样均只由万有引力提供,从而得出,=ma1,=ma2,解得=
C
认为同步卫星与近地卫星的角速度都等于地球自转的角速度,由v1=ωr,v2=ωR,得出=
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