【知识点详解】
1. **质点概念**:在物理学中,质点是一个理想化的模型,当研究的问题中物体的形状和大小对所研究的问题影响不大时,可以将物体看作一个有质量的点,忽略其内部结构和形状。题中提到的选项A和B涉及到地球的自转和公转,不能简化为质点,因为地球的自转和公转涉及到了地球自身的形状和大小。而选项C中的足球,在研究其运动轨迹时,可以视为质点。选项D的花样滑冰运动员由于要考虑动作和姿态,不能看作质点。
2. **参考系的选择**:参考系是描述物体运动状态的基础,不同的参考系可能导致不同的运动描述。司机说乘车人“没动”,是以汽车为参考系,乘车人在车里相对静止;小女孩说“真快”,是以地面为参考系,汽车相对于地面在移动。
3. **时间间隔与时刻**:时间间隔是指两个特定时刻之间的时间长度,可以是任意长度。时刻是时间轴上的一个点,代表某一瞬间。选项B和C中的“第2s内”和“前2s内”都是时间间隔,且它们是不同的。选项C中“北京时间12点整”是一个具体的时刻。
4. **平均速度与瞬时速度**:平均速度是物体在一段时间内运动的总位移与时间的比值,不一定是瞬时速度的平均值。瞬时速度是在某一时刻的速度,可以理解为平均速度在极短时间内趋近的值。选项B和D中,火车经过一段路程的速度v指的是平均速度,子弹从枪口射出的速度v也是平均速度。
5. **匀减速直线运动**:汽车以初速度12m/s、加速度-2m/s²做匀减速运动。根据匀变速直线运动的位移公式,可以计算5s内的位移。利用公式`x = v0t + (at²)/2`,代入数据得到5s内的位移是18m。
6. **s-t图像分析**:s-t图象可以用来描述物体的位置随时间的变化。图中甲乙两物体的出发点相距s0,甲比乙早出发t1时间,并且两者都做匀速直线运动,但方向可能不同。甲、乙两物体在距坐标原点处相遇意味着它们的s-t图线在某一点交汇。
7. **v-t图像分析**:a、b图线分别表示两个物体的v-t图像,它们的初速度相同,但加速度不同。5s末两物体速率相等,但不一定相遇;4s末两物体速度相同,但也不一定相遇。
8. **匀加速直线运动**:小球经过AB和BC两段所用时间相同,可以使用匀变速直线运动的中间时刻速度等于平均速度的原理来求解。由题意可得,小球经过B点时的速度是(AB+BC)/2t = 8cm/s。根据速度与时间的关系,可以得出A、B、C三点的速度大小。
9. **加速度的理解**:加速度是速度变化的快慢,正负号表示速度变化的方向。物体M的加速度虽然小于P的,但P的速度变化更快,因为加速度是矢量。M的加速度为正,说明速度增大;P的加速度为负,说明速度可能增大也可能减小,取决于初始速度的方向。
10. **匀加速直线运动的分析**:通过连续两秒内的位移差,可以求得平均速度,从而估算中间时刻的瞬时速度。第三秒末的瞬时速度是这两秒内的平均速度,加速度可以通过连续两秒内的位移差来估算。这里,质点的加速度应该是0.5m/s²。
11. **自由落体运动**:自由落体运动中,物体初速度为零,仅受重力作用,加速度恒定为重力加速度。因此,速度随时间均匀增加,但初始速度和加速度始终为零是错误的。
12. **匀减速直线运动的位移**:匀减速直线运动的位移可以用初速度、加速度和时间来表示,公式包括`x = v0t - (at²)/2`等。
13. **竖直上抛运动**:根据v-t图像,可以读出上升的最大高度,以及从最高点到落地的时间,进而计算抛出点的高度和最大高度。
14. **电火花计时器**:电火花计时器使用交流电源,通常为220V,频率为50Hz时,每隔0.02秒打一次点。通过测量相邻两点间的距离并除以时间间隔,可以求得中间时刻的速度。
以上是对高中物理期中试题中涉及知识点的详细解析,涵盖了质点、参考系、时间间隔与时刻、平均速度与瞬时速度、匀变速直线运动、s-t和v-t图像分析、自由落体运动等多个重要概念。