【知识点详解】
1. **质点的概念**:在物理学中,质点是一个理想化的模型,当研究物体的运动而不需要考虑其形状和大小时,可以将其简化为一个有质量的点。题目中提到的撑杆跳高、跆拳道、马拉松、乒乓球比赛中的研究对象是否能被视为质点,取决于我们关注的是什么性质。例如,分析撑杆的转动或运动员的动作时,物体的形状和大小不能忽略,因此不能看作质点;而在确定马拉松运动员的位置时,运动员的形状和大小并不重要,可以简化为质点。
2. **矢量与标量的区别**:矢量是既有大小又有方向的物理量,如位移、速度、加速度;而标量只有大小,没有方向,如时间、路程、速率。选项A和C中的时间是标量,选项B中的速率也是标量,选项D中的速度和加速度都是矢量。
3. **位移与路程的关系**:位移是初位置到末位置的有向线段,是矢量,而路程是实际路径的长度,是标量。位移的大小可能小于、等于或大于路程,但只有在物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程。
4. **加速度与速度的关系**:加速度是速度变化率的度量,表示速度变化的快慢。速度变化大并不意味着加速度大,关键要看变化发生的时间。选项B正确,加速度大表示速度变化快;选项A错误,因为加速度不仅取决于变化量,还取决于时间;选项C错误,加速度方向不变,速度方向可能改变;选项D错误,加速度变小,如果速度方向与加速度方向相同,速度大小仍可能增加。
5. **力的概念**:选项A错误,接触不一定有弹力;选项B错误,细杆的弹力方向不一定沿杆;选项C错误,压力不一定是重力,可能是其他力;选项D正确,轻绳的拉力是由绳子形变产生的,方向指向绳子收缩的方向。
6. **滑动摩擦力的计算**:滑动摩擦力的大小等于μ(动摩擦因数)乘以正压力,方向与相对运动方向相反。在这个问题中,物体向右运动,受到向左的拉力,同时受到向左的摩擦力,因此摩擦力大小为10N,水平向左。
7. **悬链自由下落问题**:利用自由落体运动公式,可以求出悬链下端到达P点的时间,然后用总时间减去下端到达的时间,即可得到整条悬链通过P点所需的时间。这个问题的答案是0.7s。
8. **x-t图象和v-t图象的解读**:甲的x-t图表明物体的位移随时间线性增加,而乙的v-t图表明速度随时间线性变化。甲的位移始终为正值,所以方向不变,总位移为6m;乙的速度先正后负,说明有往复运动,总位移为零,总路程为6m。
9. **加速度变化的直线运动**:加速度逐渐减小至零,说明速度变化越来越慢,但速度不一定减小,只要加速度和速度方向相同,物体仍会加速;位移会持续增加,因为物体一直在移动;质点不会最终静止,除非加速度变为负值并足够大。
10. **自由落体运动**:利用自由落体运动公式,可以计算物体落地时间、落地速度、最后1s内的位移以及平均速度。答案是B和C,物体在2.5s时落地,落地速度为30m/s,最后1s内位移为25m,平均速度不是简单的高度除以时间。
11. **匀加速直线运动**:火车做初速度为零的匀加速运动,可以通过初速度为零的匀变速直线运动规律来解题。通过分析车厢通过观察者的时间比例,可以得出火车的节数和每一节车厢通过的时间。
在非选择题部分,学生需要解答涉及物理概念和计算的问题,例如自由落体运动、匀加速直线运动、摩擦力计算、位移与速度关系等。这部分测试了学生对高中物理基本知识的理解和应用能力。