例1 汽车以10 m/s的速度行使5分钟后突然刹车。如刹车过程是做匀变速运动,加速度大小为5m/s2 ,则刹车后3秒钟内汽车所走的距离是多少?
【错解】因为汽车刹车过程做匀减速直线运动,初速v0=10m/s加速度a=5m/s2,据S= ,则位移S= =7.5(m)。
【错解原因】出现以上错误有两个原因。一是对刹车的物理过程不清楚。当速度减为零时,车与地面无相对运动,滑动摩擦力变为零。二是对位移公式的物理意义理解不深刻。位移S对应时间t,这段时间内a必须存在,而当a不存在时,求出的位移则无意义。由于第一点的不理解以致认为a永远地存在;由于第二点的不理解以致有思考a什么时候不存在。
【分析解答】依题意画出运动草图1-1。设经时间t1速度减为零。据匀减速直线运动速度公式v1=v0-at则有0=10-5t解得t=2S由于汽车在2S时就停下来,所以则有 =10(m)
【评析】物理问题不是简单的计算问题,当得出结果后,应思考是否与客观实际相符,如本题若要求刹车后6s内的位移,据S= ,会求出s=-30m的结果,这个结果是与实际不相符的。应思考在运用规律中是否出现与实际不符的问题。