高中物理直線運動試題經(jīng)典

1、高中物理直線運動試題經(jīng)典一、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R=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 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點時的受力圖，并求其所受支持力Fn的大小.【答案】(1)

2、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22v v0 2aL22可解得：L v-曳 100m2a(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I mvB 0 1800N s(3)小球在最低點的受力如圖所示2由牛頓第二定律可得：N mg mvCR從B運動到C由動能定理可知：_ ,1 _ 21 _ 2mghmvCmvB22解得;N 3900N故本題答案是：(1) L 100m (2) I 1800N s (3) N 3900N點睛：本題考查了動能定理和圓周運動，會利用動能定理求解最低點的速度，并利用

3、牛頓 第二定律求解最低點受到的支持力大小.2.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,其運動的廿-七圖象如圖所示固取10m/s2,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) 014s內(nèi)物體運動位移的大小.【答案】(1) 0.2； (2) 5.6N； ( 3) 56m?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻?1)由題意可知，由 v-t圖像可知，物體在 46s內(nèi)加速度:Av 80 = = _ = 2m/s2物體在46s內(nèi)受力如圖所示1-根據(jù)牛頓第二定律有：= mai聯(lián)立解得：戶0.2(2)由v-t圖像可知：物體在 04s內(nèi)加速度：Av 8的二 二而

4、二 O.tJm/s3又由題意可知：物體在 04s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014s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：_ x 9 x 14m = 56m【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.3.撐桿跳高是奧運會是一個重要的比賽項目.撐桿跳高整個過程可以簡化為三個階段：助 跑、上升、下落；而運動員可以簡化成質(zhì)點來處理.某著名運動員，在助跑過程中，從靜 止開

5、始以加速度 2 m/s2做勻加速直線運動，速度達到 10 m/s時撐桿起跳；達到最高點后，下落過程可以認為是自由落體運動，重心下落高度為6.05 m；然后落在軟墊上軟墊到速度為零用時0.8 s.運動員質(zhì)量 m=75 kg, g取10 m/s2.求：(1)運動員起跳前的助跑距離；(2)自由落體運動下落時間，以及運動員與軟墊接觸時的速度；(3)假設(shè)運動員從接觸軟墊到速度為零做勻減速直線運動，求運動員在這個過程中，軟墊 受到的壓力.【答案】(1)運動員起跳前的助跑距離為 25m； (2)自由落體運動下落時間為1.1S,以及運動員與軟墊接觸時的速度為11m/s； (3)運動員在這個過程中，軟墊受到的壓

6、力為1.8 x 3N.【解析】 【詳解】 v2102(1)根據(jù)速度位移公式得，助跑距離：x=0 =25m2a 2 2 12(2)設(shè)自由洛體時間為 3,自由洛體運動的位移為h： h=- gt 代入數(shù)據(jù)得：t=1.1s剛要接觸墊的速度 V：則：v'2=2gh, 得 v'麗=,2 10 6.05 =11m/s(3)設(shè)軟墊對人的力為 F,由動量定理得：(mg-F) t=0-mv'代入數(shù)據(jù)得：F=1.8X13N由牛頓第三定律得對軟墊的力為1.8 x 13N4.如圖所示，物體 A的質(zhì)量 mA 1kg ,靜止在光滑水平面上的平板車B ,質(zhì)量為mB 0.5kg ,長為L 1m.某時刻

7、A以v0 4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同時，給B施加一個水平向右的拉力F ,忽略物體 A的大小，已知 A與B之間的動摩擦因素 0.2 ,取重力加速度g 10m/s2 .求：(1)若F 5N ,物體A在小車上運動時相對小車滑行的最大距離.(2)如果要使 A不至于從B上滑落，拉力F大小應滿足的條件.月底21二®，心li【答案】(1) 0.5m (2) INK FW3N【解析】(1)物體A滑上木板B以后，作勻減速運動，有 (1 mg=mA得 aA=(1 g=2m/S木板B作加速運動，有 F+(i mg=M, 代入數(shù)據(jù)解得：aB=14m/s 2兩者速度相同時，有 vo

8、-aAt=a Bt, 代入數(shù)據(jù)解得：t=0.25sA滑行距離：SA=vot aAt2=4x 0.25 x 2-X- = m,221616B滑行距離:S3= - aBt2= x 14 工 m=二 m.221616最大距離： s=S-Sb= - - =0.5m16 16(2)物體A不滑落的臨界條件是A到達B的右端時,222Vo % L2aA2aBA、B具有共同的速度Vi,則:ViaAaB代入數(shù)據(jù)可得：aB=6 (m/s2)由 F=m2aB-|i m1g=1N若Fv 1N,則A滑到B的右端時，速度仍大于大于等于1N.當F較大時，在 A到達B的右端之前，就與B的速度，于是將從 B上滑落，所以F必須B具

9、有相同的速度，之后， A必須相對B靜止，才不會從B的左端滑落.即有：F= (m+m) a, (im1g=m1a所以：F=3N 若F大于3N, A就會相對B向左滑下.綜上：力F應滿足的條件是：1N< F< 3N點睛：牛頓定律和運動公式結(jié)合是解決力學問題的基本方法，這類問題的基礎(chǔ)是分析物體 的受力情況和運動情況，難點在于分析臨界狀態(tài)，挖掘隱含的臨界條件.5.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

10、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，若飛艇離地面的高度不得低于500m.重力加速度g取10m/s2,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 ai,根據(jù)牛頓第二定律可得mg F 阻=ma i,解得：a = = 9.6 m/s 2.飛艇在25 s內(nèi)下落的高度為h1=a1t2=3000 m.(2

11、)25 s后飛艇將做勻減速運動，開始減速時飛艇的速度v為v= a1t= 240 m/s.減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N mg = ma2,N = m(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.6 . A、B兩列火車，在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度 va= 10 m/s , B車在后，速度vb=30 m/s ,因大霧能見度很低，B車在距A車x°= 75 m時才發(fā)

12、現(xiàn)前方有 A車，這時B車立即剎車，但 B車要經(jīng)過180 m才能停止，問：B車剎車時 A車仍按原速率行駛，兩車 是否會相撞？若會相撞，將在B車剎車后多長時間相撞？若不會相撞，則兩車最近距離是多少？【答案】會相撞；6 s 22.5m/ s2【解析】B車剎車至停下來白過程中，由v2V02 = 2ax得aB2x假設(shè)不相撞，依題意畫出運動過程示意圖，如下圖所示.設(shè)經(jīng)過時間t兩車速度相等，對 B車有：VA=VB+aBt解得t B 8s . aB此時 B 車的位移 xb= vBt+ aBt2= 30X 8 mi- - X 2.5 女曲=160 m.22A 車的位移 xa= VAt = 10 x 8 m= 8

13、0 m.因Xb>Xa+X0,故兩車會相撞.1 c設(shè)B剎車后經(jīng)過時間tx兩車相撞，則有 VAtx+ X0= VBtx+ aBtx “T夫人”為了恰好能停在 。點，蹬地總距離為多少？ “T夫人”為了恰好能停在 。點，求運動最短時間；(3)若“T夫人”在水平臺階上運動時，持續(xù)蹬地，過。點時停止蹬地，求 “T夫人”擊中擋板上的位置的坐標。【答案】(1)*Z5嗎(2)4三屈；【解析】試題分析：(1)在水平表面運動過程中：&-0季=°323m(2)在加速運動中：叫小二二工田產(chǎn),1，小不由度=7可求得，g =而加速運動中最大速度：-_在減速運動中：_ - _ -' ,代入數(shù)據(jù)

14、解得，tx=6 S或tx= 10 S（舍去）.7 .據(jù)每日郵報2015年4月27日報道，英國威爾士一只 100歲的寵物龜“T夫人”(Mrs T而冬眠的時候被老鼠咬掉了兩只前腿。丁夫人”的主人為它裝上了一對從飛機模型上拆下來的輪胎?，F(xiàn)在它不僅又能走路，甚至還能胞步”了，現(xiàn)在的速度比原來快一倍。如圖所示，設(shè)“T夫人”質(zhì)量m=1.0kg在粗糙水平臺階上靜止，它與水平臺階表面的阻力簡化為與體重的k倍，k=0.25,且與臺階邊緣。點的距離s=5m。在臺階右側(cè)固定了一個 1/4圓弧擋 板，圓弧半徑 R=5企m ,今以。點為原點建立平面直角坐標系?！癟夫人”通過后腿蹬地可提供F=5N的水平恒力，已知重力加速

15、度 g-10m s: o則T夫人在臺階表面運動的總時間：r二4+ L=2正5(3)若在臺階表面一直施力:Fs1=mv2v = 5m .1 5離開臺階后有：, =1 且有：/+廠三E'=5°解得：x = 5m.y = 5m8 . 2015年12月20日11時42分，深圳光明新區(qū)長圳紅坳村鳳凰社區(qū)寶泰園附近山坡垮塌，20多棟廠房倒塌，91人失聯(lián).假設(shè)當時有一汽車停在小山坡底(如圖所示)，突然司機發(fā)現(xiàn)在距坡底 Si=180m的山坡處泥石流以2m/s的初速度、0.7m/s2的加速度勻加速傾瀉而下，假設(shè)司機(反應時間為1s)以0.5m/s2的加速度勻加速啟動汽車且一直做勻加速直線運動，

16、而泥石流到達坡底后速率不變且在水平面做勻速直線運動.問：泥玉流汽車(1)(2)(3)泥石流到達坡底后的速率是多少？到達坡底需要多長時間？從汽車啟動開始，經(jīng)過多長時間才能加速到泥石流達坡底后的速率?汽車司機能否安全逃離泥石流災害？【答案】(1) 20s 16 m/s (2) 32s(3)能安全逃離【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)泥石流到達坡底的時間為t1,速率為V1,則由 V12-v02=2as1得 v1=16 m/s由 V1=v0+a1t1得 t1=20 st,則:(2)設(shè)汽車從啟動到速度與泥石流的速度相等所用的時間為由 v *v1=a' t得 t=32s(3)所以s汽=256m s

17、石=V1t ' = Vt+1t1)=16 X (32+1 20) =208m因為s石vs汽，所以能安全逃離9 .兩輛玩具小車在同一水平軌道上運動，在 t=0時刻，甲車在乙車前面 8=4m的地方以速度vo=2m/s勻速行駛，此時乙車立即從靜止開始做加速度a=lm/s2勻加速直線運動去追甲車，但乙車達到速度 vm=3m/s后開始勻速運動.求：(1)從開始經(jīng)過多長時間乙車落后甲車最遠，這個距離是多少？(2)從開始經(jīng)過多長時間乙車追上甲車，此時乙車通過位移的大小是多少？【答案】(1) 6m (2) 21m【解析】【分析】(1)勻加速追勻速，二者同速時間距最大；(2)先判斷乙車達到最大速度時兩車

18、的間距，再判斷勻速追及階段的時間即可.勻加速追 及勻速運動物體時，二者同速時有最小間距.【詳解】(1)當兩車速度相等時相距最遠，即vo=ato,故to=2s；1 C此時兩車距離x=S0+voto- ato22解得x=6m；(2)先研究乙車從開始到速度達到Vm時與甲車的距離.對乙車：Vm=at1, 2ax 乙=Vm2 , 對甲車：x甲=丫0b解得 x 甲=6m, x 乙=4.5m t=3sx甲+&>x5故乙車達到最大速度時未追上乙車，此時間距為x甲+SO-x乙=5.5m ,s 5.5_ _乙車還需要時間 t2 s 5.5s,Vm Vo3 2故甲追上乙的時間t=t1+t2=3+5.5s=8.5s,此時乙車的位移為 X總=x乙+2=4.5+3 X5m=21m；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