高中物理易错题点睛系列专题1 力和运动

12010高考备考一线名师易错题点睛系列之《专题1·力和运动》例1、一高台（距水面10m）跳水运动员以6m/s的速度竖直向上跳出，设起跳时运动员重心在平台以上1m高处的O点，求运动员（重心）离开O点1.6m的运动时间。（g取10m/s2）【易错点点睛】自以为对此类运动了如指掌，觉得已没有必要设正方向。于是有0v=6m/s，a=-10m/s2，s=1.6m，根据公式2021attvs解得t有两值，st4.01st8.02。物体做直线运动过程中，位移、速度、加速度等均是矢量，是有方向的。要保证不错，必须养成作图的良好习惯，设定正方向是必要的，同向为正，反向为负。标出已知量的正负后再代入公式。[来源:学科网ZXXK]t=s5173t=s5173（舍去）例2、汽车以10m/s的速度行驶5分钟后突然刹车。如刹车过程是做匀变速运动，加速度大小为5m/s2，则刹车后3秒钟内汽车所走的距离是多少？【易错点点睛】因为汽车刹车过程做匀减速直线运动，初速v0=10m/s加速度出现以上错误有两个原因。一是对刹车的物理过程不清楚。当速度减为零时，车与地面无相对运动，滑动摩擦力变为零。二是对位移公式的物理意义理解不深刻。使用匀2变速运动公式的前提是必须保证你所选择的过程中加速度保持不变。由于第一点的不理解以致认为a永远地存在；由于第二点的不理解以致没有分析清楚运动过程就运动公式。【解题指导】:汽车在刹车过程中做匀减速直线运动，但速度减为0后加速度消失，汽车将静止，不再返回。所以一定要注意从刹车至停车的时间产。【答案】:10m【解析】：画出草图如下：先求解汽车何时速度减为0。设时间t后速度减为0，则根据atvvt0有st25100，即2s后汽车即停止运动，则汽车3s内的位移即2s内的位移。根据公式tvvst20=10m例3、一辆汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，在其后1000m处的摩托车欲在启动后3min时追上汽车，如果摩托车所能达到的最大速度为30m/s，那么它的加速度应为多大？（摩托车加速时，加速度不变）【易错点点睛】摩托车要追上汽车，在3min时位移关系应有1000汽车摩托ss摩托车可以先加速度到最大速度30m/s再匀速。设加速度时间为t则有100018020)180(30212tat又因为30at所以可以求得a=0.56m/s2但这只是本题的一个特定的解，本题并没有限定摩托车的加速度的最大值，从理论上讲加速度的值可以任意选取；给出了最大速度，但不一定要达到最大速度。可以先用一小段时间加速到小于最大速度的一个值，然后再以这个值匀速，只要最终保证3min时追上就行。物理问题中经常会出现多值问题，解这类题目没有特效方法。关键是理清题意，最好能善用图象法。图象法是一个很好的解题方法。直观，便于理解题意。本题关键就在只需保证3min时摩托车的位移比汽车位移多1000m就行。即只需保证3min时摩托车位移为20×180+1000=4600m.【答案】:a≥0.56m/s2【解析】：作速度时间图象，面积表示位移。30m/s3minv(m/s)t(s)3如上图，在3min时三条不同颜色的速度时间图象包围的面积是一样的。说明摩托的运动方式有多种选择。假设摩托车先用时间xt将速度加到smvx/30，然后再匀速行驶，在3min时位移为4600m.有：4600)180(212xxxxtvtaxxxtav当xv=30m/s时加速度a=0.56m/s2，其余的情况下a均比这个值大。对照速度时间图象可以发现这个规律，当然加速度a不可能无限大。[来源:学科网ZXXK][来源:学|科|网]例4、如图所示，一质量为M的直角劈放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面的力F作用于A上，使其沿斜面匀速下滑，在A下滑的过程中，地面对劈的摩擦力f及支持Q满足()A．f=0Q=Mg+mgB．f向左QMg+mgC．f向右QMg+mgD．f向左Q=Mg+mg【易错点点睛】错误百花八门，主要是由于以下几点。（1）缺乏正确的多角度的思路，在对物体受力分析，始终是各种性质力产生的可能性判定和运动状态对它们存在的必然性判定相结合的交叉思维，不少同学仅以某一角度去考察，有的思路又十分混乱，造成错判。（2）错误理解摩擦力产生的条件及方向。（3）错误理解合力的概念，把某些力的合力与该力重复考虑。（4）错误理解牛顿第三定律，对作用力、反作用力的关系理解不清。【答案】B【解析】方法一：先用隔离法，对A进行受力分析，因为A匀速，所以N与（f+F）合力方向竖直向上，大小等于mg。如图所示。则斜面对A的支持力N和滑动摩擦力f的合力方向必然向上偏左，根据牛顿第三定律，A对斜面的压力N′和滑动磨擦力f′的合力应向下偏右。ABFvAB4因为A对斜面的作用力有沿水平方向有向右的分量，且斜面B受力平衡，所以一定受地面对B水平向左的静摩擦力；因为A对斜面的作用力有沿竖直方向的分量且该分量mg，故地面对劈的支持力QMg+mg，故B正确。[来源:学科网]方法二、整体法。用公式nnamamamF2211合外力例5、用手握住一个油瓶，瓶始终处于竖直方向，下列说法正确的是（）A.瓶中油越多，手必须握得越紧。B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大。C.不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的。D.摩擦力等于油与瓶的总重力。【易错点点睛】误以为摩擦力与外力成正比，先入为主认为B正确。没有正确5地进行受力分析。解题前先确定是静摩擦力还是滑动摩擦力，如果是静摩擦力，则注意静摩擦力是由外力环境决定的，具体情况具体分析。如果是滑动摩擦力，计算则比较简单，用公式Nf,f与N成正比。主要需要注意的就是N的分析计算。【答案】ACD【解析】手握油瓶，油瓶不掉下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力平衡，静摩擦力的大小由油瓶重力的大小决定。油瓶越重，它受到的静摩擦力必须随之增大。手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一点，就能保证油瓶不会掉下来；如果握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶重力，油瓶就会掉下来，所以AD正确。手握得越紧，手与瓶间的压力越大，最大静摩擦力也越大，但只要最大静摩擦力大于油瓶的总重力，油瓶受到的静摩擦力就与油瓶重力平衡，是一个定值，等于油瓶的重力，所以C正确。例6、如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸没在水中，整个装置放在台秤上，现将细绳割断，在木球上浮的过程中不计水的阻力，则台秤上的示数（）A.增大[来源:学&科&网Z&X&X&K]B.减小C.不变D.无法确定【易错点点睛】以容器、水和木球整体为研究对象，割断细线后，木球的浮力大于重力，加速上升，系统处于超重状态，所以示数增大，选A以系统为研究对象时，木球虽然加速上升，但同时有和木块等体积的水以和木块同样大小的加速度在加速下降，所以上述解答错在丢掉了加速下降的水，而认为和木块相对应的那部分水是静止的。【答案】B6【解析】系统中木块加速上升，相应体积的水加速下降，因为相应体积的水的质量大于相应体积的木块的质量，整体效果相当于失重，所以示数减小选B。例7、如图所示，两细绳与水平车顶面夹角为60°和30°，物体质量为m，当小车以大小为2g的加速度向右匀加速运动时，绳1和绳2的张力大小分别是多大？【答案】mg50【解析】假设绳2没有张力，则有maF030cos1mgF030sin1ga3因为该车的加速度大于g3，所以物体已经“飘”起来了，绳的张力为0，则mgmgmaF5)()(12212m30°60°7例8、气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s2）【易错点点睛】错解：物体从气球上掉下来到达地面这段距离即为物体脱离气球时气球的高度。因为气球离开气球后做自由落体运动，据221gth有mh14451710212所以物体刚脱离气球时气球的高度为1445m。由于学生对惯性定律理解不深刻，导致对题中的隐含条件即物体离开气球时具有向上的初速度视而不见。误认为v0=0。实际物体随气球匀速上升时，物体具有向上10m/s的速度当物体离开气球时，往后物体将做竖直上抛运动。【答案】:1275m【解析】：因为竖直上抛运动是匀变速运动，所以没有必要分段求解，完全可以对整个过程直接求解。作草图如图以向下为正方向有：0v=-10m/sa=10m/s2t=17根据公式2021attvs=m127517102117102在解决运动学的问题过程中，画运动草图很重要。解题前应根据题意画出运动草图。草图上一定要有规定的正方向，否则矢量方程解决问题就会出现错误。例9、正在高空水平匀速飞行的飞机，每隔1s释放一个重球，先后共释放5个，不计空气阻力，则（）A.这5个小球在空中排成一条直线B.这5个小球在空中处在同一抛物线上C.在空中，第1，2两个球间的距离保持不变D.相邻两球的落地间距相等【易错点点睛】错解：因为5个球先后释放，所以5个球在空中处在同一抛物线上，又因为小球都做自由落体运动，所以C选项正确。形成错解的原因是只注意到球做同样的平抛运动，但没有注意到它们做平抛运动的起点不在同一点，所以它们在不同的抛物线上，小球在竖直方向做自由落体运动，8但是先后不同。位移之差应该越来越大。所以C选项不对。例10、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，OC段与水平方面夹角为α。不计摩擦和轮的质量，则此时小船的速度多大？【易错点点睛】错解：首先有同学看到OC与水平方向夹角为α，与是就习惯性地将绳的速度分解到水平方向vcosα和竖直方向vsinα。这是错误的，要求船的速度需要的是绳的速度，无需将绳的速度进行分解。再就是将绳的速度按下面左图所示的方法分解，则v1即为船的水平速度v1=v·cosθ。上述错误的原因是没有弄清什么是合速度，什么是分速度。合速度是指物体的真实速度。该题中我们要求的船的速度就是合速度。研究小船运动所引起的效果来决定9分解方向。小船的运动引起了绳子的收缩以及它绕定滑轮转动，所以将小船的运动分解到绳子收缩的方向和垂直与绳子的方向。分解如下面右图所示。【答案】:v/cosθ【解析】分解图如上右所示，则由图可以看出vA=v/cosθ。例11、物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，如图所示，再把物块放到P点自由滑下则（）A.物块将仍落在Q点B.物块将会落在Q点的左边C.物块将会落在Q点的右边D.物块有可能落不到地面上【易错点点睛】错解：因为皮带轮转动起来以后，物块在皮带轮上的时间长，相对皮带位移变大，摩擦力做功将比皮带轮不转动时多，物块在皮带右端的速度将小于皮带轮不动时，所以落在Q点左边，应选B选项。学生的错误主要是对物体的运动过程中的受力分析不准确，没有深入理解滑动摩擦力大小的决定因素。实质上当皮带轮逆时针转动时，无论物块以多大的速度滑下来，传送带给物块施的摩擦力都是相同的，且与传送带静止时一样，由运动学公式知位移相同。从传送带上做平抛运动的初速相同。水平位移相同，落点相同。【答案】:A【解析】物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动。离开传送带时做平抛运动。当传送带逆时针转动时物体相对传送带都是向前运动，受到滑动摩擦力方向与运动方向相反。物体做匀减速运动，离开传送带时，也做平抛运动，且与传送带不动时的抛出速度相同，故落在Q点，所以A选项正确。例12、如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平面内共受三个力，F1，F2和摩擦力，F1,F2在同一直线，物体处于静止状态。其中F1=10N，F2=2N。若撤去力F1则木块在水平方向受到的合外力为（）10A.10N向左B.6N向右C.2N向左D.0【易错点点睛】错解：木块在三个力作用下保持静止。当撤去F1后，另外两个力的合力与撤去力