【知识点详解】
1. **矢量与标量**:题目中提到"全部是矢量的有",矢量是既有大小又有方向的物理量,如重力、速度、位移、加速度,而标量只有大小,没有方向,如路程、质量、时间。选项A、B、C、D中,只有D选项的重力、速度、加速度、位移全部是矢量。
2. **重心的概念**:重心是物体各部分重力作用的等效作用点,但并不一定在物体上,也可以在物体外。选项A错误,选项B错误,因为重心的位置与物体的形状和质量分布有关,物体升高或降低时,只要形状和质量分布不变,重心相对物体的位置就不会改变。选项C错误,因为书对桌面的压力是接触力,与书的重力性质不同,施力物体是书而不是地球。选项D正确,书本对桌面的压力是由书本形变产生的恢复力。
3. **重力的图示**:物体沿斜面下滑,重力的方向应垂直于斜面向下。图示A、B、C中的箭头指向均不正确,只有D的箭头方向符合要求。
4. **质点、位移和路程**:A选项错误,质点是理想化模型,当物体的大小对研究问题影响不大时可以视为质点。B选项错误,位移是初位置到末位置的有向线段,与路径无关,而路程是实际运动轨迹的长度。C选项错误,“第2s内”指的是时间间隔,从第1秒末到第2秒末,而“2s内”指的是从开始到第2秒末的时间间隔。D选项错误,伽利略认为物体下落的快慢与质量无关。
5. **平均加速度计算**:物体的初速度向东,末速度向西,说明物体做减速运动然后反向加速。平均加速度是速度变化量除以时间,考虑方向,这里应取负值。
6. **力学平衡问题**:根据胡克定律,弹簧的弹力与其形变量成正比。当系统平衡时,各弹簧的弹力等于物体重力,因此弹簧的长度与物体重力成正比,题目中未提供具体数值,无法确定各长度关系。
7. **自由落体运动的分段分析**:自由落体运动的中间时刻速度等于平均速度,若第一段时间内位移为10m,假设自由落体加速度为g,那么第二段时间内位移应该是第一段时间的两倍,即20m。
8. **弹簧的弹性势能**:根据胡克定律,弹簧的劲度系数k可以通过两次平衡状态下的长度变化计算得出。
9. **速度图像的分析**:从速度图像可以看出,0-1s内的平均速度是速度图线上0-1s区间的中点纵坐标,而0-1s内的运动方向与2-4s内的运动方向可以根据速度的正负判断。
10. **重力的理解**:A选项正确,重力是地球引力的结果。B选项错误,重力因地理位置的不同而有所变化。C选项错误,自由落体运动的物体仍然受重力作用。D选项正确,重力方向总是竖直向下。
11. **速度图象的分析**:对于汽车的速度图象,t0时刻可能是速度最大时,但无法确定是否离出发点最远。A选项错误。加速度大小之比可通过图像斜率计算,B选项正确。位移大小之比可以通过面积比较,C选项正确。平均速度大小之比是两个区间的时间与位移的比值,D选项正确。
12. **匀加速直线运动**:由第3s内通过的位移可以计算平均速度,进而求得加速度,再利用匀加速直线运动的公式计算前3s内的位移。
13. **v-t图像的应用**:甲乙两质点的v-t图像表示了它们的速度随时间变化的关系。甲在乙的后面20m,根据图像,甲的加速度更大,会在某个时间点追上乙,A选项正确。前4s内,甲乙的平均速度可以通过速度图象的面积比较得出,B选项正确。D选项错误,因为甲最终会追上乙。
14. **打点计时器实验**:电磁打点计时器使用交流电源,通常50Hz,每隔0.02s打一次点。实验步骤顺序为DABC。
15. **测量加速度**:通过纸带上的点计算相邻点间的时间间隔和位移,可以求出瞬时速度和加速度。本题给出了计数点间的距离,可计算出相邻点间的时间间隔内的平均速度,进而求解加速度。
以上是对期中试题中涉及的物理学知识的详细解析,涵盖了矢量、重心、重力、质点、加速度、速度图象、重力、自由落体运动、力学平衡、打点计时器实验等多个知识点。