1选择题
一物体从静止开始沿光滑斜面下滑,关于其运动过程,下列说法正确的是( )
- A. 物体的加速度恒定,速度均匀增加
- B. 物体的加速度恒定,位移均匀增加
- C. 物体的加速度均匀增加,速度也均匀增加
- D. 物体的加速度均匀增加,位移均匀增加
答案:A
解析:物体沿光滑斜面下滑,受力恒定(重力沿斜面分力),根据牛顿第二定律,加速度恒定。由运动学公式v=at和x=½at²可知,速度随时间均匀增加,位移随时间平方增加。易错点:误认为加速度均匀增加或位移均匀增加。
2选择题
关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
- A. 物体的速度越大,惯性越大
- B. 物体的质量越大,惯性越大
- C. 物体受力越大,惯性越大
- D. 物体的加速度越大,惯性越大
答案:B
解析:惯性是物体保持原有运动状态的性质,其唯一量度是质量,质量越大,惯性越大。速度、受力、加速度均与惯性无关。易错点:误将速度或加速度与惯性大小联系起来。
3选择题
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,下列操作正确的是( )
- A. 补偿摩擦力时,应将悬挂砝码的细线通过定滑轮系在小车上
- B. 每次改变小车质量后,需要重新补偿摩擦力
- C. 实验中要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量
- D. 处理数据时,应作a-M图像(M为小车质量)来探究加速度与质量的关系
答案:C
解析:A错误,补偿摩擦力时不应悬挂砝码;B错误,补偿摩擦力后,改变小车质量无需重新补偿;C正确,以砝码和砝码盘的总重力近似代替细线拉力,需满足其总质量远小于小车质量;D错误,探究加速度与质量关系时,应作a-1/M图像,若作a-M图像,曲线不便判断关系。易错点:对实验原理和操作细节理解不清。
4填空题
一个物体从45m高处自由下落,取g=10m/s²,则物体下落的总时间为______s,落地时的速度大小为______m/s。
答案:3;30
解析:由自由落体公式h=½gt²,得t=√(2h/g)=√(2×45/10)=3s。由v=gt=10×3=30m/s。易错点:计算时间时公式记错,或速度计算时单位遗漏。
5填空题
一质点做匀变速直线运动,某时刻的速度大小为4m/s,1s后速度大小变为10m/s,则该质点在这1s内的加速度大小可能为______m/s²或______m/s²。
答案:6;14
解析:速度是矢量,1s后速度大小10m/s,方向可能与初速度相同或相反。若同向,a=(10-4)/1=6m/s²;若反向(取初速度方向为正,则末速度为-10m/s),a=(-10-4)/1=-14m/s²,加速度大小为14m/s²。易错点:忽略速度方向的可能性,只考虑一种情况。
6解答题
如图所示,质量为m=2kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5。现用与水平方向成θ=37°斜向上的拉力F拉物体,使物体从静止开始做匀加速直线运动,经过t=2s撤去拉力F,再经过t'=4s物体停下。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s²)
(1)拉力F的大小;
(2)物体在t'=4s内的位移大小。
答案:(1)10N;(2)10m
解析:易错点:1. 对物体受力分析不全面,特别是支持力与摩擦力的计算;2. 混淆“撤去F后4s内的位移”与“总位移”;3. 运动过程分段分析时,衔接点速度计算错误。
7解答题
一辆汽车在平直公路上以v₀=20m/s的速度匀速行驶,突然发现前方x₀=100m处有一障碍物,司机立即刹车(反应时间忽略不计),刹车过程可视为匀减速直线运动,加速度大小a=4m/s²。求:
(1)汽车刹车后6s内的位移大小;
(2)汽车是否会撞上障碍物?请通过计算说明。
答案:(1)50m;(2)不会撞上
解析:(1)汽车刹车到停止所需时间t₀=v₀/a=20/4=5s。因此6s内的位移等于5s内的位移(5s后已停止)。位移x=v₀t₀-½at₀²=20×5-½×4×5²=100-50=50m。
(2)刹车距离为50m,小于初始距离100m,故不会撞上障碍物。
易错点:1. 未判断汽车实际停止时间,直接代入t=6s计算导致错误;2. 计算位移时公式使用错误。
8计算题
如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑水平面上,木板右端固定一轻质弹簧(原长小于板长)。一质量为m=1kg的小物块以v₀=5m/s的水平速度从木板左端滑上木板。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,木板足够长,g取10m/s²。求:
(1)物块刚滑上木板时,物块和木板的加速度大小;
(2)弹簧被压缩到最短时,木板的速度大小;
(3)整个过程中系统因摩擦产生的热量。
答案:(1)物块加速度4m/s²,木板加速度1m/s²;(2)1m/s;(3)10J
解析:(1)物块受滑动摩擦力向左,a_m=μmg/m=μg=0.4×10=4m/s²(方向向左)。木板受滑动摩擦力向右,a_M=μmg/M=0.4×1×10/4=1m/s²(方向向右)。
(2)当物块与木板速度相等时,弹簧压缩到最短。设此时共同速度为v,由动量守恒:mv₀=(m+M)v,得v=1×5/(1+4)=1m/s。
(3)系统因摩擦产生的热量等于摩擦力与相对位移的乘积。设相对位移为Δx,由能量守恒:½mv₀²=½(m+M)v²+μmgΔx,代入数据:½×1×25=½×5×1²+0.4×1×10×Δx,解得Δx=2.5m。热量Q=μmgΔx=0.4×1×10×2.5=10J。
易错点:1. 加速度方向判断错误;2. 弹簧压缩最短时速度相等的条件不明确;3. 能量守恒方程中遗漏内能项或相对位移计算错误。