内容正文:
知识整合与通关(二)
【知识网络构建】
加速度 v0+at v0t+at2 2ax aT2
重力 gt gt2 2gh 加速度
【本章易错通关】
1.AC [解析] 当加速度a与v0同向时,根据加速度与速度的关系可知8 s末物体的速度为v8=v0+at=8 m/s+3.5×8 m/s=36 m/s,当加速度a与v0反向时,8 s末物体的速度为v8=v0-at=8 m/s-3.5×8 m/s=-20 m/s,负号表示速度方向与初速度方向相反.故选A、C.
[错解分析] 加速度为矢量,当只给出其大小时,其方向存在与速度方向相同或相反两种情况,注意不要漏解.
2.A [解析] 汽车刹车到停下来所需的时间t==2 s,所以3 s内的位移等于2 s内的位移,即x=v0t=12 m,故A正确,B错误;由上述分析可知2 s末速度的大小为0,所以3 s末速度还等于0,故C、D错误.
[错解分析] 交通工具的减速问题在运动问题中经常出现,其特点就是通过设置足够多的数据,扰乱学生思维,使学生容易直接套用公式计算而导致错误.在解刹车类问题时,一定要注意分析物体停下需要多长时间,再决定求解采用的方法、步骤,不能乱套公式.
3.10 m/s,航行方向与飞机起飞方向相同
[解析] 解法一:以地面为参考系,则飞机的初速度为v0,末速度为v=50 m/s
飞机起飞过程中航空母舰发生的位移为v0t
则飞机的位移x=L+v0t
根据匀变速直线运动的规律可得v2-=2ax
且有v=v0+at
联立解得v0=10 m/s
即航空母舰应至少以10 m/s的速度航行,航行方向与飞机起飞方向相同.
解法二:以航空母舰为参考系,则飞机的初速度为零,位移为L,设末速度为v1
则根据匀变速直线运动的规律可得=2aL
解得v1=40 m/s
故航空母舰的最小速度v0=v-v1=10 m/s,航行方向与飞机起飞方向相同.
[错解分析] 本题易犯的错误是没有统一选择参考系,错误地直接利用v2-=2aL得出v0=30 m/s.本题要注意的是飞机在航空母舰上运动时,航空母舰也在匀速运动,飞机的起飞速度是相对于地面的,起飞前相对航空母舰是静止的,起飞时在航空母舰上滑行的距离是相对于航空母舰的.运动学公式中的每个物理量必须相对于同一参考系.
4.C [解析] 由题意知,扣子做初速度v0=5 m/s、加速度为g的匀加速直线运动,根据位移公式可得h=v0t1+g,解得扣子的下落时间为t1=1 s(t1=-2 s舍去),跳伞爱好者做匀速直线运动,下落时间为t2==2 s,所以跳伞爱好者比扣子晚着陆的时间为Δt=t2-t1=1 s,故选C.
[错解分析] 部分同学可能会忽略题中的隐含条件,即扣子离开跳伞爱好者时具有向下的初速度,认为扣子做自由落体运动,直接利用位移公式h=gt2求解扣子下落的时间.在求解此类问题时,要认真分析物体的初始状态,不要想当然地认为初速度为零.
5.AB [解析] 根据速度与位移的关系有v2-=2ax,解得x=-,结合图像有=-,-=40,解得v0=20 m/s,a=-5 m/s2,即刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2,故A正确;根据上述可知刹车持续的时间t==4 s,由逆向思维,根据初速度为0的匀加速直线运动,连续相邻相等时间内的位移之比等于连续奇数比,可知刹车过程4 s内的位移之比为7∶5∶3∶1,即第1秒内与第2秒内位移之比为7∶5,故B正确;根据逆向思维,最后1秒内的位移x=×5×12 m=2.5 m,故C错误;根据上述,从开始刹车时计时,经过6 s,动力车已经停止运动,则动力车的位移等于其在前4 s内的位移,根据逆向思维有x'=×5×42 m=40 m,故D错误.
[错解分析] 涉及图像问题时,首先要准确确定横、纵坐标所表示的物理量,再根据匀变速直线运动的相关公式确定出对应的函数关系式,并正确理解图像所描述的运动过程及物理意义,涉及追及相遇问题时,要注意结合临界条件,综合分析.
6.(2-) s或(2+) s或(2+) s
[解析] 物体从塔顶边缘的A点抛出,距离A点10 m的位置有两处,一处在A点之上,另一处在A点之下,由题知物体做竖直上抛运动的最大高度H=20 m
由0-=-2gH得v0=20 m/s
由竖直上抛运动的规律得h=v0t-gt2
将h=10 m代入
求得t1=(2+) s,t2=(2-) s
将h=-10 m代入
求得t3=(2+) s,t4=(2-) s(舍去).
[错解分析] 本题易忽视位移的矢量性,将距离塔顶10 m理解为在抛出点上方离抛出点10 m,而没有考虑到物体也可能在抛出点下方离抛出点10 m处,导致漏解.
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知识整合与通关(二)
【知识网络构建】
【本章易错通关】
易错点1 忽视公式中一些物理量的矢量性
1.(多选)[2025·北京四中高一月考] 一个物体以8 m/s的速度在水平面上运动,某时刻起获得一个与速度方向在同一直线上、大小为3.5 m/s2的加速度,则8 s末物体的速度大小可能为 ( )
A.36 m/s
B.28 m/s
C.20 m/s
D.16 m/s
易错点2 “刹车”陷阱
2.[2025·福建福州一中高一期中] 以v0 =12 m/s的速度匀速行驶的汽车,突然刹车,刹车过程中汽车以a=-6 m/s2的加速度继续前进,则刹车后 ( )
A.3 s内的位移是12 m
B.3 s内的位移是9 m
C.2 s末速度的大小是6 m/s
D.3 s末速度的大小是6 m/s
易错点3 未统一选择参考系而出错
3.[2025·山东省实验中学高一期中] 航空母舰以一定的航速航行,以保证飞机能安全起飞.某航空母舰上的飞机起飞时的最大加速度是a=5 m/s2,速度须达v=50 m/s才能起飞,该航空母舰甲板长L=160 m,为了使飞机能安全起飞,航空母舰应至少以多大的速度v0向什么方向航行?
易错点4 误将竖直下抛运动当作自由落体运动
4.某日一跳伞爱好者以5 m/s的速度竖直匀速降落,在离地面h=10 m的地方掉了一颗扣子,则跳伞爱好者比扣子晚着陆的时间为(扣子受到的空气阻力可忽略,重力加速度g取10 m/s2) ( )
A.2 s B. s
C.1 s D.(2-) s
易错点5 对图像信息获取不准确造成错误
5.(多选)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车试验,动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2
B.刹车过程第1秒内与第2秒内位移之比为7∶5
C.刹车过程最后1秒内的位移为5 m
D.从开始刹车时计时,经过6 s,动力车的位移为30 m
易错点6 对可能的情况考虑不全面造成漏解
6.在塔顶边缘将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20 m,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,设塔足够高,则物体距离A点10 m时,物体运动的时间为多少?
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