【知识点详解】
1. 参照系的理解与应用:
题目中的第一题涉及到参照系的概念。在物理学中,参照系是用来判断物体运动状态的标准。当甲车内的人看到窗外树木向东移动,意味着甲车相对于树木向西运动;而乙车中的人看到甲车没动,说明乙车相对于甲车没有相对运动,即它们以相同的速度向西运动。因此,以大地为参照物,甲、乙两车都在向西运动,且速度相同。
2. 位移与路程的区别:
位移是矢量,包含大小和方向,是从起点到终点的直线距离,而路程是标量,仅表示实际路径的长度。选项A错误,因为位移的大小不一定等于路程,只有在单向直线运动时两者才相等。选项B正确,位移取决于始末位置,路程则取决于实际路径。选项C正确,质点做单向直线运动时,位移的大小等于路程。选项D正确,路程总大于或等于位移。
3. 速度的定义与理解:
速度是描述物体运动快慢的物理量,分为平均速度和瞬时速度。速度大表示物体单位时间内位置的变化量大,即运动快。选项A错误,因为速度大并不一定表示物体位置的变化大,还要考虑时间。选项B正确,速度越大,物体运动越快。选项C错误,速度大不代表位移也大,位移还取决于时间。选项D正确,如果物体位置不变,那么其速度为零。
4. 平均速度的计算:
这道题考察平均速度的定义。平均速度等于总位移除以总时间。已知全程平均速度为16m/s,开始以20m/s行驶了全程的1/4,即行驶了全程的一半距离,接下来以速度V行驶了剩余的3/4。根据平均速度公式,可以列出方程求解V。选项C正确,通过计算得出V等于15m/s。
5. 初速度与平均速度的关系:
此题考察对初速度、瞬时速度和平均速度的理解。题目给出各秒内的位移,但未提供足够的信息确定任何特定时刻的速度。选项A和B错误,因为无法从这些信息中直接推断出4s末或1s末的瞬时速度。选项C正确,根据4s内的总位移和总时间,平均速度确实是2.5m/s。选项D正确,第2s内的平均速度等于该秒内的位移除以时间,即2m/s。
6. 路程与位移的计算:
皮球从4米高处落下,反弹至2米,再落地,其通过的路程是上升4米加上下降4米再加上反弹2米,共10米。位移是从初始位置到最终位置的直线距离,因此第一次下落的位移是4米,反弹后的位移是-2米(向下为负),最后停在地面,所以总位移是4米-2米=2米,方向向下。在整个过程中,最终的位移是2米,方向向下。
7. 汽车行驶的路程与位移:
汽车从A点出发向东行驶50km到达C点,然后向西行驶30km到达B点。在这个过程中,汽车的路程是两个距离之和,即50km+30km=80km。位移的大小是AC段与CB段距离之差的绝对值,因为汽车最终回到了西方,所以位移大小是50km-30km=20km,方向向西。
以上是对题目中涉及的物理知识点的详细解释,包括参照系、位移与路程、速度的理解、平均速度的计算、初速度与瞬时速度的关系以及路程和位移的计算。这些都是高中物理基础概念,对于理解和解决实际问题至关重要。