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

1、高考物理直線運(yùn)動(dòng)及其解題技巧及練習(xí)題( 含答案 )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(kāi)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)的受力圖

2、，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)能定理和圓周

3、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2一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m ，如圖（a）所示t0 時(shí)刻開(kāi)始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t1s 時(shí)木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開(kāi)木板已知碰撞后1s 時(shí)間內(nèi)小物塊的vt圖線如圖（b）所示木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15 倍，重力加速度大小g 取10m/s 2求（1）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1 及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2 ；（ 2）木板的最小長(zhǎng)度；（ 3）木板右端離墻壁

4、的最終距離【答案】（ 1） 1 0.1 20.4 （ 2） 6m （ 3） 6.5m【解析】（1）根據(jù)圖像可以判定碰撞前木塊與木板共同速度為v4m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v4m/s4m / s0m / s木塊受到滑動(dòng)摩擦力而向右做勻減速，根據(jù)牛頓第二定律有2 g1s解得 2 0.4木板與墻壁碰撞前，勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1s ，位移 x4.5m ，末速度 v4m/s其逆運(yùn)動(dòng)則為勻加速直線運(yùn)動(dòng)可得xvt1 at 22帶入可得 a 1m / s2木塊和木板整體受力分析，滑動(dòng)摩擦力提供合外力，即1ga可得 1 0.1（2）碰撞后，木板向左勻減速，依據(jù)牛頓第二定律有1 (mm) g2 mgma1

5、可得 a1 4 m / s23對(duì)滑塊，則有加速度a24m / s2滑塊速度先減小到0，此時(shí)碰后時(shí)間為t11s此時(shí)，木板向左的位移為12108x1vt12a1t13m 末速度 v13m / s滑塊向右位移x24m / s0 t12m2此后，木塊開(kāi)始向左加速，加速度仍為a24m / s2木塊繼續(xù)減速，加速度仍為a14 m / s23假設(shè)又經(jīng)歷 t2 二者速度相等，則有a2t2v1 a1t2解得 t2 0.5s此過(guò)程，木板位移x3v1t21 a1t227 m 末速度 v3 v1a1t22m / s26x4121滑塊位移2a2t22 m此后木塊和木板一起勻減速二者的相對(duì)位移最大為xx1x3x2x46m

6、滑塊始終沒(méi)有離開(kāi)木板，所以木板最小的長(zhǎng)度為6m（3）最后階段滑塊和木板一起勻減速直到停止，整體加速度a1g 1m / s2位移 x5v322m2a所以木板右端離墻壁最遠(yuǎn)的距離為x1x3x56.5m【考點(diǎn)定位】牛頓運(yùn)動(dòng)定律【名師點(diǎn)睛】分階段分析，環(huán)環(huán)相扣，前一階段的末狀態(tài)即后一階段的初始狀態(tài)，認(rèn)真沉著，不急不躁3 質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)的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)間后撤去圖象如圖所示取m/s 2，求：f，其（ 1）物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（ 2）水平推力 f 的大小；（ 3）s 內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小【答案】（ 1） 0.2；（ 2）5.6n；（ 3） 56m 。【解析

7、】【分析】【詳解】（ 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 為

8、提高通行效率，許多高速公路出入口安裝了電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)etc甲、乙兩輛汽車分別通過(guò) etc通道和人工收費(fèi)通道 (mtc)駛離高速公路，流程如圖所示假設(shè)減速帶離收費(fèi)島口 x=60m，收費(fèi)島總長(zhǎng)度 d=40m ，兩輛汽車同時(shí)以相同的速度v1=72km/h 經(jīng)過(guò)減速帶后，一起以相同的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)甲車減速至v2=36km/h 后，勻速行駛到中心線即可完成繳費(fèi)，自動(dòng)欄桿打開(kāi)放行；乙車剛好到收費(fèi)島中心線收費(fèi)窗口停下，經(jīng)過(guò)t 0=15s 的時(shí)間繳費(fèi)成功，人工欄打開(kāi)放行隨后兩輛汽車勻加速到速度v1后沿直線勻速行駛，設(shè)加速和減速過(guò)程中的加速度大小相等，求：(1)此次人工收費(fèi)通道和etc通道打開(kāi)欄桿放行的

9、時(shí)間差t ；(2)兩輛汽車駛離收費(fèi)站后相距的最遠(yuǎn)距離x 【答案】 (1)17s； (2)400m【解析】【分析】【詳解】v172 km/s=20m/s ， v018 km/s=5m/s ， v236 km/s=10m/s ，a（1）兩車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為甲車減速到 v2 ，所用時(shí)間為t1v1v0av122022.5m/s 2，2( xd )2 (6040 )2220104 s，2.5走過(guò)的距離為 x1 v1 v2 t12010460m，22( xdx1 )604060甲車從勻速運(yùn)動(dòng)到欄桿打開(kāi)所用時(shí)間為22st22v210甲車從減速到欄桿打開(kāi)的總時(shí)間為t甲t1t2426 s乙車減速行駛到收費(fèi)

10、島中心線的時(shí)間為t3v1208 sa2.5從減速到打開(kāi)欄桿的總時(shí)間為t乙t0t315823 s人工收費(fèi)通道和 etc通道打開(kāi)欄桿放行的時(shí)間差tt乙t甲23 617 s；（2）乙車從收費(fèi)島中心線開(kāi)始出發(fā)又經(jīng)t38s 加速到 v120m/s ，與甲車達(dá)到共同速度，此時(shí)兩車相距最遠(yuǎn)x乙d604080 m,這個(gè)過(guò)程乙車行駛的距離與之前乙車減速行駛的距離相等x22從收費(fèi)島中心線開(kāi)始，甲車先從v0 10 m/s 加速至 v120 m/s ，這個(gè)時(shí)間為 t14 s然后勻速行駛 x甲 x1v1 t3tt160208 17 4 480 m故兩車相距的最遠(yuǎn)距離為xx甲x乙48080400 m5 如圖甲所示為 20

11、22 年北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪場(chǎng)館“雪如意 ”的效果圖如圖乙所示為由助滑區(qū)、空中飛行區(qū)、著陸緩沖區(qū)等組成的依山勢(shì)而建的賽道示意圖運(yùn)動(dòng)員保持蹲踞姿勢(shì)從 a 點(diǎn)由靜止出發(fā)沿直線向下加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)距離a 點(diǎn) s=20m 處的 p 點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速度為 v1 =50.4km/h 運(yùn)動(dòng)員滑到 b 點(diǎn)時(shí)快速后蹬，以v2=90km/h 的速度飛出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的空中飛行，以 v3=126km/h 的速度在 c 點(diǎn)著地 .已知 bc兩點(diǎn)間的高度差h=80m，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量 m=60kg，重力加速度 g 取 9.8m/s 2，計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字.求(1)a 到 p 過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的平均加速度大小；(2)以 b

12、點(diǎn)為零勢(shì)能參考點(diǎn)，求到c 點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能；(3)從 b 點(diǎn)起跳后到c 點(diǎn)落地前的飛行過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員克服阻力做的功【答案】 (1) a4.9m/s (2) e1.0 104 j (3)w2.9 104 j【解析】【詳解】(1) v1 50.4km/h 14m/s由 v12 2asv124.9m/s解得： a2s(2) v290km/h25m/s , v3126km/h35m/s由能量關(guān)系： emgh1mv322e10290j1.0104 j（按 g 取 10m/s 2 算， e11250j1.1 104 j ）(3)由動(dòng)能定理 ： mghw1mv321mv2222解得： w 29040j2.

13、9104 j（按 g 取 10m/s 2 算， w30000j3.0104 j6 高速公路上行駛的車輛速度很大，霧天易出現(xiàn)車輛連續(xù)相撞的事故。某天清晨，一輛正以 20m/s 速度行駛的汽車司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方發(fā)生交通事故，便立即剎車，若該司機(jī)反應(yīng)時(shí)間為 0.6 s，在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車速不變，若該汽車剎車后的加速度大小為5 m/s 2，從司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況到汽車靜止這個(gè)過(guò)程中，求：（ 1）該汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（ 2）該汽車前進(jìn)的距離?！敬鸢浮?（1）（2 ）【解析】【詳解】(1) 由速度公式即解得：所以汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：；(2) 汽車勻速運(yùn)動(dòng)的位移為：汽車勻減速的位移為：所以汽車前進(jìn)的距離為：。7 甲、乙兩車在

14、某高速公路上沿直線同向而行，它們的v t圖象如圖所示，若t=0 時(shí)刻兩車相距50m ，求：（ 1）若 t=0 時(shí)，甲車在乙車前方，兩車相遇的時(shí)間；（ 2）若 t=0 時(shí)，乙車在甲車前方，兩車相距的最短距離?！敬鸢浮?(1) 6.9s(2) 40m【解析】（ 1）由圖得，乙的加速度為：相遇時(shí)，對(duì)甲：x 甲 =v 甲 t對(duì)乙：由題意有： x 乙=x 甲 +50聯(lián)立解得： t=2（+1） s6.9s（2）分析知，當(dāng)兩車速度相等時(shí)距離最短，即為：t =2s對(duì)甲： x 甲 =v甲 t =10 2m=20m對(duì)乙：兩車相距的最短距離為：答：（ 1）若 t=0 時(shí)，甲車在乙車前方，兩車相遇的時(shí)間是6.9s；（

15、2）若 t=0 時(shí)，乙車在甲車前方，兩車相距的最短距離是40m。點(diǎn)睛：在追及問(wèn)題中當(dāng)兩車速度相等時(shí)兩者之間的距離有最值，解此類題要根據(jù)速度之間的關(guān)系以及位移之間的關(guān)系求解即可。8 某汽車在高速公路上行駛的速度為108km/h ，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有障礙物時(shí)，立即采取緊急剎車，其制動(dòng)過(guò)程中的加速度大小為5m/s2 ，假設(shè)司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為0.50s，汽車制動(dòng)過(guò)程中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。求：(1)汽車制動(dòng) 8s 后的速度是多少(2)汽車至少要前行多遠(yuǎn)才能停下來(lái)?【答案】（ 1） 0（ 2） 105m【解析】【詳解】（1）選取初速度方向?yàn)檎较?，有：v0t 0=108km/h=30m/s ，由 v =v +at

16、 得汽車的制動(dòng)時(shí)間為： t vt v0 030 s6s ，則汽車制動(dòng)8s 后的速度是0；a5（2）在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車的位移：x1=v0t 0=15m ；汽車的制動(dòng)距離為：x2 v0vt t 30 06m90m 22則汽車至少要前行15m+90m=105m 才能停下來(lái) 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論，并能靈活運(yùn)用，注意汽車在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)9 如圖甲所示，質(zhì)量 m=8kg 的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)。過(guò)a 點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向右的恒力 f 并開(kāi)始計(jì)時(shí)，在4s 末撤去水平力 f 選水平向右為速度的正方向，通過(guò)速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度，所得v t 圖象如

17、圖乙所示。（取重力加速度為10m/s 2）求：（ 1） 8s 末物體離 a 點(diǎn)的距離（ 2）撤去 f 后物體的加速度（3）力 f 的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。【答案】 （1） 48m 。（ 2） 2m/s 2。（ 3） 16n， 0.2?！窘馕觥俊驹斀狻浚?） 8s 末物體離 a 點(diǎn)的距離等于梯形的面積大小，為：s=4 88m =48m2v082。（2）撤去 f 后物體的加速度為： a=8= 2m/st4（3）撤去 f 后，根據(jù)牛頓第二定律得：f=ma=8 （ 2） n=16n，負(fù)號(hào)表示加速度方向與速度方向相反。撤去 f 前物體勻速運(yùn)動(dòng)，則有：f=|f|=16nf16物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為：=0.2。mg80【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵先根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解加速度，確定受力情況后求解出動(dòng)摩擦因數(shù)；再根據(jù)受力情況確定加速度并根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。10 “ 10 米折返跑”的成績(jī)反應(yīng)了人體的靈敏素質(zhì)測(cè)定時(shí)，在平直跑道上，受試者以站立式起跑姿勢(shì)站在起點(diǎn)終點(diǎn)線前，當(dāng)聽(tīng)到“跑”的口令后，全力跑向正前方10 米處的折返線，測(cè)試員同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)受試者到達(dá)折返線處時(shí)，用手觸摸折返線處的物體（如木箱），再轉(zhuǎn)身跑向起點(diǎn)終點(diǎn)線，當(dāng)胸部到達(dá)起點(diǎn)終點(diǎn)線的垂直面時(shí)，測(cè)試員停表，所用時(shí)間即為“ 10 米折返跑”的成績(jī)，設(shè)受試者起跑的加速度為4m / s2 ，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為 4