高考物理直線運(yùn)動(dòng)解題技巧及練習(xí)題(含答案)及解析

1、高考物理直線運(yùn)動(dòng)解題技巧及練習(xí)題( 含答案 ) 及解析一、高中物理精講專題測(cè)試直線運(yùn)動(dòng)1 2022 年將在我國(guó)舉辦第二十四屆冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一某滑道示意圖如下，長(zhǎng)直助滑道ab 與彎曲滑道 bc 平滑銜接，滑道 bc 高 h=10 m ， c 是半徑=20 m 圓弧的最低點(diǎn)，質(zhì)量m=60 kg的運(yùn)動(dòng)員從a處由靜止開始勻加速下滑，加速r度 a=4.5 m/s 2，到達(dá) b 點(diǎn)時(shí)速度 vb=30 m/s 取重力加速度 g=10 m/s 2（1）求長(zhǎng)直助滑道ab的長(zhǎng)度；l（2）求運(yùn)動(dòng)員在ab 段所受合外力的沖量的i 大??；（3）若不計(jì) bc 段的阻力，畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)c 點(diǎn)時(shí)的受

2、力圖，并求其所受支持力fn 的大小【答案】（ 1） 100m （ 2） 1800 n s （ 3） 3 900 n【解析】（1）已知 ab 段的初末速度，則利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求解斜面的長(zhǎng)度，即v2v022al可解得 : lv2v02100m2 a（ 2）根據(jù)動(dòng)量定理可知合外力的沖量等于動(dòng)量的該變量所以imvb01800n s（3）小球在最低點(diǎn)的受力如圖所示由牛頓第二定律可得：nmgm vc2r從 b 運(yùn)動(dòng)到 c 由動(dòng)能定理可知：mgh1 mv21 mv2cb22解得 ; n 3900n故本題答案是：（1） l100m （2） i1800n s （ 3） n 3900n點(diǎn)睛：本題考查了動(dòng)能定理和

3、圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)利用動(dòng)能定理求解最低點(diǎn)的速度，并利用牛頓第二定律求解最低點(diǎn)受到的支持力大小2 貨車 a 正在公路上以20 m/s 的速度勻速行駛，因疲勞駕駛，司機(jī)注意力不集中，當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方有一輛靜止的轎車b 時(shí)，兩車距離僅有 75 m（1）若此時(shí)轎車 b 立即以 2 m/s2 的加速度啟動(dòng)，通過(guò)計(jì)算判斷：如果貨車a 司機(jī)沒有剎車，是否會(huì)撞上轎車 b；若不相撞，求兩車相距最近的距離；若相撞，求出從貨車a 發(fā)現(xiàn)轎車 b 開始到撞上轎車 b 的時(shí)間（2）若貨車 a 司機(jī)發(fā)現(xiàn)轎車b 時(shí)立即剎車（不計(jì)反應(yīng)時(shí)間）做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為 2 m/s 2（兩車均視為質(zhì)點(diǎn)），為了避免碰撞，在貨車a 剎車

4、的同時(shí)，轎車b 立即做勻加速直線運(yùn)動(dòng)（不計(jì)反應(yīng)時(shí)間），問(wèn)：轎車b 加速度至少多大才能避免相撞【答案】（ 1）兩車會(huì)相撞 t1=5 s；（ 2） ab2 m/s20.67m/s 23【解析】【詳解】（ 1）當(dāng)兩車速度相等時(shí)， a、 b 兩車相距最近或相撞設(shè)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為 t，則： va=vb對(duì) b 車 vb=at聯(lián)立可得： t=10 sa 車的位移為： xa=vat= 200 mb1at2b 車的位移為： x =2=100 m因?yàn)?xb+x0=175 mxa所以兩車會(huì)相撞，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t 相撞，有 :vat= xo 十1 at 22代入數(shù)據(jù)解得：t 1=5 s， t2=15 s(舍去 )（ 2）已知

5、 a 車的加速度大小 aa=2 m/s 2，初速度 v0=20 m/s ，設(shè) b 車的加速度為 ab， b 車運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)間 t ，兩車相遇時(shí)，兩車速度相等，則有： va=v0-aatvb= abt 且 va= vb在時(shí)間 t 內(nèi) a 車的位移為： xa=v0t-1 aat 22b1abt2b 車的位移為： x =2又 xb+x0= xa聯(lián)立可得： ab2 m/s2 0.67m/s233 質(zhì)量為2kg的物體在水平推力f的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去f，其運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示取m/s 2，求：（ 1）物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（ 2）水平推力 f 的大??；（ 3）s 內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大

6、小【答案】（ 1） 0.2；（ 2）5.6n；（ 3） 56m ?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻浚?1）由題意可知，由 v-t 圖像可知，物體在 4 6s 內(nèi)加速度：物體在 4 6s 內(nèi)受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有：聯(lián)立解得： =0.2（2）由 v-t 圖像可知：物體在0 4s 內(nèi)加速度：又由題意可知：物體在0 4s 內(nèi)受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有：代入數(shù)據(jù)得： f=5.6n（3）物體在0 14s 內(nèi)的位移大小在數(shù)值上為圖像和時(shí)間軸包圍的面積，則有：【點(diǎn)睛】在一個(gè)題目之中，可能某個(gè)過(guò)程是根據(jù)受力情況求運(yùn)動(dòng)情況，另一個(gè)過(guò)程是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況分析受力情況；或者同一個(gè)過(guò)程運(yùn)動(dòng)情況和受力情況同時(shí)分析，因此在

7、解題過(guò)程中要靈活處理在這類問(wèn)題時(shí)，加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的紐帶、橋梁4 現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，當(dāng)兩車快要到十字路口時(shí)，甲車司機(jī)看到綠燈開始閃爍，已知綠燈閃爍3 秒后將轉(zhuǎn)為紅燈請(qǐng)問(wèn)：（1）若甲車在綠燈開始閃爍時(shí)剎車，要使車在綠燈閃爍的3 秒時(shí)間內(nèi)停下來(lái)且剎車距離不得大于18m，則甲車剎車前的行駛速度不能超過(guò)多少？（ 2）若甲、乙車均以 v0=15m/s 的速度駛向路口，乙車司機(jī)看到甲車剎車后也緊急剎車（乙車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間 t2=0.4s，反應(yīng)時(shí)間內(nèi)視為勻速運(yùn)動(dòng)）已知甲車、乙車緊急剎車時(shí)的加速度大小分別為 a1=5m/s 2、 a2=6m/s 2 若甲車司

8、機(jī)看到綠燈開始閃爍時(shí)車頭距停車線l=30m，要避免闖紅燈，他的反應(yīng)時(shí)間t 1 不能超過(guò)多少？為保證兩車在緊急剎車過(guò)程中不相撞，甲、乙兩車剎車前之間的距離s0 至少多大？【答案】 (1)（ 2）【解析】（ 1）設(shè)在滿足條件的情況下，甲車的最大行駛速度為v1 根據(jù)平均速度與位移關(guān)系得：所以有： v1=12m/s（2）對(duì)甲車有v0 t 1+ l代入數(shù)據(jù)得：t1=0.5s當(dāng)甲、乙兩車速度相等時(shí)，設(shè)乙車減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為v0-a 2 t=v 0-a 1（t+ t2）t ，即：解得： t=2s則 v=v0-a 2t=3m/s此時(shí)，甲車的位移為：乙車的位移為：s2 v0 t 2+ 24m故剎車前甲、乙兩車之間

9、的距離至少為：s0=s2-s 1=2.4m點(diǎn)睛：解決追及相遇問(wèn)題關(guān)鍵在于明確兩個(gè)物體的相互關(guān)系；重點(diǎn)在于分析兩物體在相等時(shí)間內(nèi)能否到達(dá)相同的空間位置及臨界條件的分析；必要時(shí)可先畫出速度- 時(shí)間圖象進(jìn)行分析5 某物理實(shí)驗(yàn)小組在游泳池做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)小木球離水面5m 高靜止釋放（不計(jì)空氣阻力），經(jīng) 1 40s 后落入池底速度剛好為零假定木球在水中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度 g=10m/s 2求：（ 1）木球剛接觸水面時(shí)的速度的大??；（ 2）木球在水中運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；（ 3）游泳池水的深度【答案】（ 1） 10m/s（ 2） 25m/s2（ 3） 2m【解析】試題分析：（ 1）小木球離水面

10、5m 高靜止釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)直到水面，根據(jù)位移時(shí)間公式得：h1= 1 gt122解得： t1=1s所以： v1=gt1=10m/s（2）在水中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t2=1 4-t1所以： av1025 m / s2t1.41（3）木球在水中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度等于v102v1010 0所以： h2t20.4 2m22考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律【名師點(diǎn)睛】該題主要考查了自由落體運(yùn)動(dòng)及勻減速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題6 杭黃高鐵是連接杭州市和黃山市的高速鐵路。2018 年 12 月 25 日，正式開通運(yùn)營(yíng)，運(yùn)行時(shí)的最大時(shí)速為 250 公里。杭黃高速列車在一次聯(lián)調(diào)聯(lián)試運(yùn)行中由a

11、 站開往 b 站， a、 b車站間的鐵路為直線。技術(shù)人員乘此列車從a 車站出發(fā)，列車從啟動(dòng)勻加速到270km/h，用了 150s 時(shí)間，在勻速運(yùn)動(dòng)了 10 分鐘后，列車勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)200 秒后剛好停在 b 車站. 求 :(1求此高速列車啟動(dòng)、減速時(shí)的加速度;)(2)求 a、 b 兩站間的距離；【答案】 （1） 0.5m/s 2， -0.375m/s 2；（ 2） 58125m 【解析】【分析】分別確定高速列車啟動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初速度、末速度和時(shí)間，由加速度定義式a求出加速度?！驹斀狻?1) 由加速度的定義式 av 有：t高速列車啟動(dòng)時(shí)的加速度為a1v270m0.5mt3.6150s2s2

12、高速列車減速時(shí)的加速度為a2v0270m20.375 m2 ；t3.6200ssvt加速過(guò)程的位移為x1125626m(2)2a1t1勻速過(guò)程的位移為x2vt245000 m減速過(guò)程的位移為x30v27500m2a2總位移為xx1x2x358125 m7美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)五名學(xué)習(xí)航空航天工程的大學(xué)生搭乘 nasa的飛艇參加了 “微重力學(xué)生飛行機(jī)會(huì)計(jì)劃 ”，飛行員將飛艇開到 6000m 的高空后，讓飛艇由靜止下落，以模擬一種微重力的環(huán)境下落過(guò)程飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04 倍，這樣，可以獲得持續(xù)25s 之久的失重狀態(tài)，大學(xué)生們就可以進(jìn)行微重力影響的實(shí)驗(yàn)緊接著飛艇又做勻減速運(yùn)動(dòng)，若飛艇離地面的高

13、度不得低于500m重力加速度g 取10m/s 2 ，試計(jì)算：（ 1）飛艇在 25s 內(nèi)所下落的高度；（ 2）在飛艇后來(lái)的減速過(guò)程中，大學(xué)生對(duì)座位的壓力至少是其重力的多少倍【答案】（ 1）飛艇在25s 內(nèi)所下落的高度為 3000m ；（2）在飛艇后來(lái)的減速過(guò)程中，大學(xué)生對(duì)座位的壓力至少是其重力的2.152 倍【解析】：(1) 設(shè)飛艇在 25 s 內(nèi)下落的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得mg f 阻 ma 1，解得： a1 9.6 m/s 2.飛艇在 25 s 內(nèi)下落的高度為h1 a1t 23000 m.(2)25 s 后飛艇將做勻減速運(yùn)動(dòng)，開始減速時(shí)飛艇的速度v 為va1t 240 m/s.減

14、速運(yùn)動(dòng)下落的最大高度為h2 (6000 3000 500)m 2500 m.減速運(yùn)動(dòng)飛艇的加速度大小a2 至少為a2 11.52 m/s2 .設(shè)座位對(duì)大學(xué)生的支持力為n，則nmg ma2，nm(g a2) 2.152mg根據(jù)牛頓第三定律，n n即大學(xué)生對(duì)座位壓力是其重力的2.152 倍8 總質(zhì)量為80kg 的跳傘運(yùn)動(dòng)員從離地500m的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過(guò)2s 拉開繩索開啟降落傘，如圖所示是跳傘過(guò)程中的v-t圖，試根據(jù)圖象求：（g 取10m/s 2）（1） t 1s 時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度和所受阻力的大小（ 2）估算 14s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)員下落的高度及克服阻力做的功（ 3）估算運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地的總時(shí)間

15、【答案】（）（ ） 51160n2158; 1.2510j（3） 71s【解析】【詳解】（1）從圖中可以看出，在t 2s 內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為vt162=8m/s 2am/st2設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為f，根據(jù)牛頓第二定律，有mg f ma得 f m(g a) 80(10 8)n 160n（2）從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14s 內(nèi)下落了39.5 22m158m根據(jù)動(dòng)能定理，有mghwf1 mv22所以有wfmgh1212） j1.25 510mv （ 80 10 158 806j22（3） 14s 后運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為h h500158s 57stv6運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳

16、下到著地需要的總時(shí)間t 總 t t （ 14 57）s71s9（ 13 分）如圖所示，截面為直角三角形的木塊置于粗糙的水平地面上，其傾角37?，F(xiàn)有一質(zhì)量 m 1.0 kg 的滑塊沿斜面由靜止下滑，經(jīng)時(shí)間0.40 s 沿斜面運(yùn)動(dòng)了0.28m，且該過(guò)程中木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度g 取 10 m s2，求：（ sin37 0.6， cos370.8）（1）滑塊滑行過(guò)程中受到的摩擦力大??；（ 2）滑塊在斜面上滑行的過(guò)程中木塊受到地面的摩擦力大小及方向?！敬鸢浮浚?1） 2.5n （2 ）2.8n；方向水平向左?！窘馕觥吭囶}分析：（1）物塊在斜面上加速下滑，則根據(jù)牛頓第二定律可得：，解得：（2）對(duì)斜

17、面體，水平方向：，左?？键c(diǎn)：牛頓第二定律的應(yīng)用.n，n，方向水平向10 我國(guó) etc（不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)）已實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，大大縮短了車輛通過(guò)收費(fèi)站的時(shí)間，假設(shè)一輛家庭轎車以 20m/s 的速度勻速行駛，接近人工收費(fèi)站時(shí)，轎車開始減速，至收費(fèi)站窗口恰好停止，再用 10s 時(shí)間完成交費(fèi)，然后再加速至 20m/s 繼續(xù)行駛?cè)暨M(jìn)入etc通道轎車從某位置開始減速至 10m/s 后，再以此速度勻速行駛 20m即可完成交費(fèi)，然后再加速至 20m/s 繼續(xù)行駛兩種情況下，轎車加速和減速時(shí)的加速度大小均為2.5m/s2求：（l ）轎車從開始減速至通過(guò)人工收費(fèi)通道再加速至20m/s 的過(guò)程中通過(guò)的路程和所用的時(shí)間；（ 2）兩種情況相比較，轎車通過(guò) etc交費(fèi)通道所節(jié)省的時(shí)間【答案】 （1） 160m， 26s；（ 2） 15s；【解析】（1）轎車勻減速至停止過(guò)程0v022ax1x180m ， 0v0at1t18s ；車勻加速和勻減速通過(guò)的路程相等，故通過(guò)人工收費(fèi)通道路程x 2x1160m ；所用時(shí)間為 t 2t1 10 26s ；（2）通過(guò) etc通道時(shí)，速度由20m/