题目
【题文】质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点A. 第1s内的位移是5mB. 前2s内的平均速度是6m/sC. 任意相邻1s内的位移差都是1mD. 任意1s内的速度增量都是2m/s
【题文】质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点
A. 第1s内的位移是5m
B. 前2s内的平均速度是6m/s
C. 任意相邻1s内的位移差都是1m
D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
题目解答
答案
D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
解析
本题考查匀变速直线运动的位移公式、平均速度、位移差及速度变化规律。关键点在于将题目给出的位移表达式与匀变速运动的位移公式对比,确定初速度和加速度,再逐一分析选项。
核心思路:
- 确定运动性质:通过位移公式$x=5t+t^2$,对比匀变速公式$x=v_0t+\frac{1}{2}at^2$,得出初速度$v_0=5\ \text{m/s}$,加速度$a=2\ \text{m/s}^2$。
- 逐项验证:利用匀变速运动规律,计算各选项中的物理量,判断其正确性。
选项A:第1秒内的位移是5m
- 计算第1秒内的位移:
代入$t=1\ \text{s}$,得$x(1)=5 \cdot 1 +1^2=6\ \text{m}$。
因此,第1秒内的位移为$6\ \text{m}$,选项A错误。
选项B:前2秒内的平均速度是6m/s
- 计算总位移:
代入$t=2\ \text{s}$,得$x(2)=5 \cdot 2 +2^2=14\ \text{m}$。 - 平均速度:
$\bar{v}=\frac{x}{t}=\frac{14}{2}=7\ \text{m/s}$,选项B错误。
选项C:任意相邻1秒内的位移差都是1m
- 匀变速运动的位移差公式:
$\Delta x = aT^2$,其中$T=1\ \text{s}$,$a=2\ \text{m/s}^2$,得$\Delta x=2 \cdot 1^2=2\ \text{m}$。
因此,相邻1秒的位移差为$2\ \text{m}$,选项C错误。
选项D:任意1秒内的速度增量都是2m/s
- 速度增量公式:
$\Delta v = a \Delta t$,其中$\Delta t=1\ \text{s}$,$a=2\ \text{m/s}^2$,得$\Delta v=2 \cdot 1=2\ \text{m/s}$。
无论哪一秒,速度增量均为$2\ \text{m/s}$,选项D正确。