1选择题
一个物体从静止开始做匀加速直线运动,第3秒内的位移为5m,则物体的加速度大小为( )
- A. 1 m/s²
- B. 2 m/s²
- C. 3 m/s²
- D. 4 m/s²
答案:B
解析:易错点:将“第3秒内”误解为“前3秒”。第3秒内的位移等于前3秒位移减去前2秒位移。设加速度为a,前3秒位移x₃=½a·3²,前2秒位移x₂=½a·2²,则第3秒内位移Δx=x₃-x₂=½a(9-4)=2.5a=5m,解得a=2 m/s²。
2选择题
如图所示,质量为m的物体在水平恒力F作用下,沿粗糙水平面向右做匀速直线运动。现保持F大小不变,将其方向改为与水平方向成θ角斜向上拉物体,物体仍向右运动,则物体与地面间的动摩擦因数μ将( )
答案:C
解析:易错点:误认为摩擦力与拉力有关。动摩擦因数μ是材料本身的属性,与接触面的粗糙程度有关,与外力、运动状态无关。只要接触面情况不变,μ就不变。改变拉力方向,会影响摩擦力大小,但不会改变μ。
3选择题
一质点沿x轴运动,其位置x随时间t变化的关系为x = 3t² - 2t + 1(x的单位为m,t的单位为s)。该质点在t=2s时的速度大小为( )
- A. 8 m/s
- B. 10 m/s
- C. 12 m/s
- D. 14 m/s
答案:B
解析:易错点:将位置公式直接代入t=2s求值。速度是位置对时间的导数,v=dx/dt=6t-2。将t=2s代入得v=6×2-2=10 m/s。
4选择题
关于曲线运动,下列说法正确的是( )
- A. 做曲线运动的物体,其速度大小一定在变化
- B. 做曲线运动的物体,其加速度方向一定在变化
- C. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
- D. 物体所受合外力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动
答案:D
解析:易错点:对曲线运动的条件理解不透彻。A错,如匀速圆周运动速度大小不变;B错,如平抛运动加速度恒为g,方向不变;C错,如平抛运动只受重力(恒力),做曲线运动;D正确,合外力与速度不共线是物体做曲线运动的充要条件。
5填空题
一个物体从45m高处自由下落,取g=10m/s²,则物体下落到地面的时间为______s,落地时速度大小为______m/s。
答案:3;30
解析:易错点:计算时间时公式用错。由h=½gt²,得t=√(2h/g)=√(2×45/10)=3s。落地速度v=gt=10×3=30m/s。也可由v²=2gh计算。
6填空题
如图所示,一物体在水平面上受到三个共点力作用而处于平衡状态。已知F₁=3N,方向向东;F₂=4N,方向向北。则F₃的大小为______N,方向为______(用方位角表示,如“东偏北30°”)。
答案:5;西偏南 arctan(4/3)(或西偏南53°)
解析:易错点:矢量合成方向判断错误。物体平衡,F₃与F₁、F₂的合力等大反向。F₁、F₂的合力大小F=√(3²+4²)=5N,方向东偏北θ角,tanθ=4/3。故F₃大小为5N,方向与合力相反,即西偏南θ角,θ=arctan(4/3)≈53°。
7计算题
一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,突然发现前方50m处有一障碍物,司机立即刹车,刹车过程可视为匀减速直线运动,加速度大小为5m/s²。求:
(1)汽车刹车后2s末的速度;
(2)汽车刹车后6s内的位移;
(3)汽车是否会撞上障碍物?请通过计算说明。
答案:(1)10 m/s;(2)40 m;(3)不会撞上。
解析:
(1)刹车后2s末的速度:v = v₀ + at = 20 + (-5)×2 = 10 m/s。
(2)汽车刹车到停止所需时间:t₀ = (0 - v₀)/a = (0 - 20)/(-5) = 4s。因为6s > 4s,所以6s内的位移等于4s内的位移(即从刹车到停止的位移)。
x = v₀t₀ + ½at₀² = 20×4 + ½×(-5)×4² = 80 - 40 = 40 m。
(3)汽车刹车到停止的位移为40m,小于50m,因此不会撞上障碍物。
解析:易错点:第(2)问直接代入t=6s计算,导致位移计算错误(出现负值或反向运动)。必须先判断汽车在何时停止,刹车问题中位移计算只能算到停止时刻。第(3)问需比较刹车距离与初始距离。
8解答题
如图所示,质量为m=2kg的物体置于粗糙水平地面上,在与水平方向成θ=37°斜向上的拉力F=10N作用下,由静止开始做匀加速直线运动,2s内前进了4m。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s²。求:
(1)物体运动的加速度大小;
(2)物体与地面间的动摩擦因数μ。
答案:(1)2 m/s²;(2)0.25
解析:
(1)由运动学公式x = ½at²,得a = 2x/t² = 2×4/2² = 2 m/s²。
(2)对物体受力分析:
竖直方向:N + Fsinθ = mg,得支持力N = mg - Fsinθ = 2×10 - 10×0.6 = 20 - 6 = 14 N。
水平方向:Fcosθ - f = ma,得摩擦力f = Fcosθ - ma = 10×0.8 - 2×2 = 8 - 4 = 4 N。
由f = μN,得μ = f/N = 4/14 ≈ 0.29(精确值2/7)。
注:若取g=10m/s²,计算得μ=4/14=2/7≈0.29。常见错误是漏掉拉力竖直分力对支持力的影响,误认为N=mg。
解析:易错点:受力分析时漏力或多力。本题易漏掉拉力F的竖直分力Fsinθ,导致支持力N计算错误(误认为N=mg),进而摩擦力计算错误。另外,加速度计算需注意公式选择。