高考物理直線運動解題技巧及練習題(含答案)及解析

1、高考物理直線運動解題技巧及練習題( 含答案 ) 及解析一、高中物理精講專題測試直線運動1 2022 年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一某滑道示意圖如下，長直助滑道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，質(zhì)量m=60 kg的運動員從a處由靜止開始勻加速下滑，加速r度 a=4.5 m/s 2，到達 b 點時速度 vb=30 m/s 取重力加速度 g=10 m/s 2（1）求長直助滑道ab的長度；l（2）求運動員在ab 段所受合外力的沖量的i 大??；（3）若不計 bc 段的阻力，畫出運動員經(jīng)過c 點時的受

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，則利用運動學公式可以求解斜面的長度，即v2v022al可解得 : lv2v02100m2 a（ 2）根據(jù)動量定理可知合外力的沖量等于動量的該變量所以imvb01800n s（3）小球在最低點的受力如圖所示由牛頓第二定律可得：nmgm vc2r從 b 運動到 c 由動能定理可知：mgh1 mv21 mv2cb22解得 ; n 3900n故本題答案是：（1） l100m （2） i1800n s （ 3） n 3900n點睛：本題考查了動能定理和

3、圓周運動，會利用動能定理求解最低點的速度，并利用牛頓第二定律求解最低點受到的支持力大小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，司機注意力不集中，當司機發(fā)現(xiàn)正前方有一輛靜止的轎車b 時，兩車距離僅有 75 m（1）若此時轎車 b 立即以 2 m/s2 的加速度啟動，通過計算判斷：如果貨車a 司機沒有剎車，是否會撞上轎車 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 的時間（2）若貨車 a 司機發(fā)現(xiàn)轎車b 時立即剎車（不計反應(yīng)時間）做勻減速直線運動，加速度大小為 2 m/s 2（兩車均視為質(zhì)點），為了避免碰撞，在貨車a 剎車

4、的同時，轎車b 立即做勻加速直線運動（不計反應(yīng)時間），問：轎車b 加速度至少多大才能避免相撞【答案】（ 1）兩車會相撞 t1=5 s；（ 2） ab2 m/s20.67m/s 23【解析】【詳解】（ 1）當兩車速度相等時， a、 b 兩車相距最近或相撞設(shè)經(jīng)過的時間為 t，則： va=vb對 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因為 xb+x0=175 mxa所以兩車會相撞，設(shè)經(jīng)過時間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 車運動經(jīng)過時間 t ，兩車相遇時，兩車速度相等，則有： va=v0-aatvb= abt 且 va= vb在時間 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動，一段時間后撤去f，其運動的圖象如圖所示取m/s 2，求：（ 1）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；（ 2）水平推力 f 的大??；（ 3）s 內(nèi)物體運動位移的大

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)值上為圖像和時間軸包圍的面積，則有：【點睛】在一個題目之中，可能某個過程是根據(jù)受力情況求運動情況，另一個過程是根據(jù)運動情況分析受力情況；或者同一個過程運動情況和受力情況同時分析，因此在

7、解題過程中要靈活處理在這類問題時，加速度是聯(lián)系運動和力的紐帶、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，當兩車快要到十字路口時，甲車司機看到綠燈開始閃爍，已知綠燈閃爍3 秒后將轉(zhuǎn)為紅燈請問：（1）若甲車在綠燈開始閃爍時剎車，要使車在綠燈閃爍的3 秒時間內(nèi)停下來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多少？（ 2）若甲、乙車均以 v0=15m/s 的速度駛向路口，乙車司機看到甲車剎車后也緊急剎車（乙車司機的反應(yīng)時間 t2=0.4s，反應(yīng)時間內(nèi)視為勻速運動）已知甲車、乙車緊急剎車時的加速度大小分別為 a1=5m/s 2、 a2=6m/s 2 若甲車司

8、機看到綠燈開始閃爍時車頭距停車線l=30m，要避免闖紅燈，他的反應(yīng)時間t 1 不能超過多少？為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，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）對甲車有v0 t 1+ l代入數(shù)據(jù)得：t1=0.5s當甲、乙兩車速度相等時，設(shè)乙車減速運動的時間為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，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點睛：解決追及相遇問題關(guān)鍵在于明確兩個物體的相互關(guān)系；重點在于分析兩物體在相等時間內(nèi)能否到達相同的空間位置及臨界條件的分析；必要時可先畫出速度- 時間圖象進行分析5 某物理實驗小組在游泳池做了一個實驗：將一個小木球離水面5m 高靜止釋放（不計空氣阻力），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動，重力加速度 g=10m/s 2求：（ 1）木球剛接觸水面時的速度的大??；（ 2）木球在水中運動的加速度的大小；（ 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，做自由落體運動直到水面，根據(jù)位移時間公式得：h1= 1 gt122解得： t1=1s所以： v1=gt1=10m/s（2）在水中運動的時間為：t2=1 4-t1所以： av1025 m / s2t1.41（3）木球在水中做勻加速直線運動，平均速度等于v102v1010 0所以： h2t20.4 2m22考點：勻變速直線運動的規(guī)律【名師點睛】該題主要考查了自由落體運動及勻減速直線運動基本公式的應(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，正式開通運營，運行時的最大時速為 250 公里。杭黃高速列車在一次聯(lián)調(diào)聯(lián)試運行中由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)，列車從啟動勻加速到270km/h，用了 150s 時間，在勻速運動了 10 分鐘后，列車勻減速運動，經(jīng)過200 秒后剛好停在 b 車站. 求 :(1求此高速列車啟動、減速時的加速度;)(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、減速運動過程的初速度、末速度和時間，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高速列車啟動時的加速度為a1v270m0.5mt3.6150s2s2

12、高速列車減速時的加速度為a2v0270m20.375 m2 ；t3.6200ssvt加速過程的位移為x1125626m(2)2a1t1勻速過程的位移為x2vt245000 m減速過程的位移為x30v27500m2a2總位移為xx1x2x358125 m7美國密執(zhí)安大學五名學習航空航天工程的大學生搭乘 nasa的飛艇參加了 “微重力學生飛行機會計劃 ”，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)，大學生們就可以進行微重力影響的實驗緊接著飛艇又做勻減速運動，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 ，試計算：（ 1）飛艇在 25s 內(nèi)所下落的高度；（ 2）在飛艇后來的減速過程中，大學生對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）在飛艇后來的減速過程中，大學生對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動，開始減速時飛艇的速度v 為va1t 240 m/s.減

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

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)運動員做勻加速運動，其加速度大小為vt162=8m/s 2am/st2設(shè)此過程中運動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）從圖中估算得出運動員在14s 內(nèi)下落了39.5 22m158m根據(jù)動能定理，有mghwf1 mv22所以有wfmgh1212） j1.25 510mv （ 80 10 158 806j22（3） 14s 后運動員做勻速運動的時間為h h500158s 57stv6運動員從飛機上跳

16、下到著地需要的總時間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。現(xiàn)有一質(zhì)量 m 1.0 kg 的滑塊沿斜面由靜止下滑，經(jīng)時間0.40 s 沿斜面運動了0.28m，且該過程中木塊處于靜止狀態(tài)。重力加速度g 取 10 m s2，求：（ sin37 0.6， cos370.8）（1）滑塊滑行過程中受到的摩擦力大小；（ 2）滑塊在斜面上滑行的過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。【解析】試題分析：（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）對斜

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