运动的描述易出错问题辨析

2015-05-30 20:37王建平
中学生数理化·高一版 2015年8期
关键词:末速度平均速度初速度

王建平

同学们刚从初中升人高中,存在很多不适应,再加上高中的概念和规律都增多了,都需要加深理解,所以在学习时总会出现一些错误。为了帮助同学们完成这个过渡,下面总结一些易错问题进行分析.以提高同学们的预警能力,筑起防错的长城。

一、由于对加速度概念理解不准而导致出错

例1 下列关于加速度说法正确的是()。

A.加速度大,则物体速度变化大

B.加速度大,表示物体的速度大小的变化大

C.加速度小,说明速度变化得慢

D.加速度小,说明速度变化量小

错解:根据加速度定义式可知a与速度变化量成正比,选项AD均对;速度变化为速度的矢量差,选项B错;加速度表示速度变化的快慢,选项C对。答案为ACD。

错因分析:错在不能搞清楚加速度的物理实质而导致出错。

正解:加速度表示速度变化的快慢,既不与速度变化成正比,也不与时间成反比,选项ABD均错,C对。正确答案为C。

点评 同学们不能按着纯数学的方法学习物理,矢量既有大小又有方向。注意加速度仅仅由速度变化率决定,与速度变化或时间均无直接关系。

二、由于不能注意加速度的矢量性导致出错

例2

下列关于加速度方向的说法中正确的是()。

A.和位移的方向一致

B.和初速度的方向一致

C.和末速度的方向一致

D.加速度为正,速度变化一定为正

错解:如质点向左运动,先加速后减速,位移方向不变,而加速度方向发生了变化,选项A错;根据加速度定义式a=△v/t=(v2-v1)/t,可知a与速度变化△v方向一致,与末速度v2方向一致,与初速度v1方向相反,选项CD均对,B错。答案为CD。

错因分析:物体在一条直线上运动时,当初末速度方向相反时,加速度a与末速度方向相同;当初速度和末速度方向相同时,末速度大于初速度时加速度“与末速度方向一致,末速度小于初速度时加速度“与末速度方向相反。当物体不在一条直线上运动时.加速度与初末速度方向可能不在一条直线上,当然更谈不上相同或相反了。

正解:根据加速度定义式可知加速度与速度变化方向一致,只有选项D对。正确答案为D。

点评 注意加速度方向总是与速度变化方向一致,与初速度和末速度方向没有具体关系,与位移方向无关。

三、由于对坐标的理解不到位而出错

例3 一质点沿一条坐标轴做直线运动,其坐标x随时间t的变化规律为x=t2-3t+6(m),t的单位为s,则质点在前3s内()。

A.质点的运动方向可能不变

B.质点的运动方向一定发生变化

C.质点的平均速度为2m/s

D.以上选项均错

错解:质点在前3s内位移为x=(32-3×3+6)m=6m,则平均速度为v=2m/s,选项C对;质点的运动方向无法判断,选项A对,B错。所以答案为AC。

错因分析:判断质点的运动方向只需判断出位移大小随时间的变化规律,若位移随时间一直增大,则说明运动方向不变;若位移随时间先增大后减小或先减小后增大,则说明运动方向发生变化。显然x=6为,t=3s时的坐标,而不是在3s内的位移。

正解:应用配方法有x=t2-3t+6=(t-1.5)2+3.75,可知t=1.5s时质点距原点的距离最小,质点先靠近原点,然后再远离原点,运动方向在t=1.5s时发生了变化,选项A错,B对;t=0时质点坐标为6m,质点在前3s内的位移为△x=0,质点的平均速度为0,选项C错。所以正确答案为B。

点评 注意区分坐标和位移的关系,通过作出其运动过程草图得到质点的运动位移,从而得出平均速度;注意应用数学方法求解物理问题,如本题应用配方法得到质点距原点的距离最小值,从而判断出质点的运动方向。

跟踪训练:

1. 甲物体速度由36km/h增加到54km/h用了10s时间;乙物体在5s内速度减小了3m/s;丙物体的加速度等于15cm/s2;丁物体每秒速度的改变量为lm/s。则甲乙丙丁中加速度最大的是()。

A.甲

B.乙

C.丙

D.丁

2.如图l所示,表示甲、乙两人从同一点出发沿同方向做直线运动的位移图像,则在0~t1时间内以下说法正确的是(

)。

A.两人的平均速度相等

B.甲的平均速度大于乙的平均速度

C.甲的路程大于乙的路程

D.甲的位移大于乙的位移

3.一列长为L的队伍,行进速度为v1,通讯员从队伍尾以速度v2(v2v1)赶到排头,又立即以速度v2返回队尾,求这段时间内通讯员的运动位移和路程分别为多少。

参考答案:

1.D 提示:根据加速度定义式可知,甲乙丁加速度大小分别为a1=0.5m/s2、a2=0.6m/s2、a4=1m/s2,丙的加速度大小为a3=0.15m/s2

2.A 提示:根据位移图像的物理意义可知.甲、乙两人同时从参考点出发,甲做减速直线运动,乙做匀速直线运动,图线的交点表示两人相遇,所以两人在0~t1时间内位移相同,平均速度相同;因为两人做方向不变的直线运动,所以路程也相同。

3.(法1)开始和最后通讯员都在队伍的末尾,则通讯员的位移x等于队伍的位移。

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