例8 正在與Rm高空水平勻速飛行的飛機,每隔1s釋放一個小球,先后共釋放5個,不計空氣阻力,則( )
A.這5個小球在空中排成一條直線
B.這5個小球在空中處在同一拋物線上
C.在空中,第1,2兩個球間的距離保持不變
D.相鄰兩球的落地間距相等
【錯解】因為5個球先后釋放,所以5個球在空中處在同一拋物線上,又因為小球都做自由落體運動,所以C選項正確。
【錯解原因】形成錯解的原因是只注意到球做平拋運動,但沒有理解小球做平拋的時間不同,所以它們在不同的拋物線上,小球在豎直方向做自由落體運動,但是先后不同。所以C選項不對。
【分析解答】釋放的每個小球都做平拋運動。水平方向的速度與飛機的飛行速度相等,在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向上做自由落體運動,只是開始的時刻不同。飛機和小球的位置如圖1-15可以看出A,D選項正確。
【評析】解這類題時,決不應是想當然,而應依據(jù)物理規(guī)律畫出運動草圖,這樣會有很大的幫助。如本題水平方向每隔1s過位移一樣,投小球水平間距相同,抓住特點畫出各個球的軌跡圖,這樣答案就呈現(xiàn)出來了。
例9 物塊從光滑曲面上的P點自由滑下,通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點,若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉動起來,使傳送帶隨之運動,如圖1-16所示,再把物塊放到P點自由滑下則( )
A.物塊將仍落在Q點
B.物塊將會落在Q點的左邊
C.物塊將會落在Q點的右邊
D.物塊有可能落不到地面上
【錯解】因為皮帶輪轉動起來以后,物塊在皮帶輪上的時間長,相對皮帶位移彎大,摩擦力做功將比皮帶輪不轉動時多,物塊在皮帶右端的速度將小于皮帶輪不動時,所以落在Q點左邊,應選B選項。
【錯解原因】學生的錯誤主要是對物體的運動過程中的受力分析不準確。實質上當皮帶輪逆時針轉動時,無論物塊以多大的速度滑下來,傳送帶給物塊施的摩擦力都是相同的,且與傳送帶靜止時一樣,由運動學公式知位移相同。從傳送帶上做平拋運動的初速相同。水平位移相同,落點相同。
【分析解答】物塊從斜面滑下來,當傳送帶靜止時,在水平方向受到與運動方向相反的摩擦力,物塊將做勻減速運動。離開傳送帶時做平拋運動。當傳送帶逆時針轉動時物體相對傳送帶都是向前運動,受到滑動摩擦力方向與運動方向相反。 物體做勻減速運動,離開傳送帶時,也做平拋運動,且與傳送帶不動時的拋出速度相同,故落在Q點,所以A選項正確。
【評析】若此題中傳送帶順時針轉動,物塊相對傳送帶的運動情況就應討論了。
(1)當v0=vB物塊滑到底的速度等于傳送帶速度,沒有摩擦力作用,物塊做勻速運動,離開傳送帶做平拋的初速度比傳送帶不動時的大,水平位移也大,所以落在Q點的右邊。
(2)當v0>vB物塊滑到底速度小于傳送帶的速度,有兩種情況,一是物塊始終做勻加速運動,二是物塊先做加速運動,當物塊速度等于傳送帶的速度時,物體做勻速運動。這兩種情況落點都在Q點右邊。
(3)v0
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