物理直線運(yùn)動題20套及解析

物理直線運(yùn)動題20套(帶答案)及解析一、高中物理精講專題測試直線運(yùn)動某次足球比賽中，攻方使用“邊路突破，下底傳中”的戰(zhàn)術(shù).如圖，足球場長90m、寬60m.前鋒甲在中線處將足球沿邊線向前踢出，足球的運(yùn)動可視為在地面上做勻減速直線運(yùn)動，其初速度Vo=12m/s，加速度大小氣=2口八2.兇線甲踢出足球的同時沿邊線向前追趕足球，設(shè)他做初速為零、加速度ai=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動，能達(dá)到的最大速度vm=8m/s.求他追上足球的最短時間.若甲追上足球的瞬間將足球以某速度v沿邊線向前踢出，足球仍以氣在地面上做勻減速直線運(yùn)動；同時，甲的速度瞬間變?yōu)槠?6m/s，緊接著他做勻速直線運(yùn)動向前追趕足球，恰能在底線處追上足球傳中，求v的大小.【答案】⑴t=6.5s(2)v=7.5m/s【解析】【分析】根據(jù)速度時間公式求出運(yùn)動員達(dá)到最大速度的時間和位移，然后運(yùn)動員做勻速直線運(yùn)動，結(jié)合位移關(guān)系求出追及的時間.結(jié)合運(yùn)動員和足球的位移關(guān)系，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出前鋒隊員在底線追上足球時的速度.【詳解】⑴已知甲的加速度為a2=2m/s2，最大速度為v2=8m/s，甲做勻加速運(yùn)動達(dá)到最大速度的時間和位移分別為：t=m=8s=4s2x=Lt=§x4m=16m2 222之后甲做勻速直線運(yùn)動，到足球停止運(yùn)動時，其位移x2=vm(t1—t0)=8x2m=16m由于x】+x2<x0，故足球停止運(yùn)動時，甲沒有追上足球甲繼續(xù)以最大速度勻速運(yùn)動追趕足球，則x0—(x1+x2)=vmt2聯(lián)立得:t2=0.5s甲追上足球的時間t=t0+t2=6.5s⑵足球距底線的距離x2=45—x0=9m設(shè)甲運(yùn)動到底線的時間為t3，則x2=v1t3、 1足球在L時間內(nèi)發(fā)生的位移x=vt~—a123 2 3 203【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵理清足球和運(yùn)動員的位移關(guān)系，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解質(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，一段時間后撤去F，其運(yùn)動的’’圖象如圖所示"取''m/s2,求：H.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)”；水平推力F的大??；：IIs內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小.【答案】(1)0.2；(2)5.6N；(3)56m。【解析】【分析】【詳解】由題意可知，由vt圖像可知，物體在4?6s內(nèi)加速度:Av8*—-—-—2m/s2物體在4?6s內(nèi)受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有：/jmg=聯(lián)立解得：冬=0.2由vt圖像可知：物體在0?4s內(nèi)加速度：Av8a；-—- -0.8m/s2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：F-nmg=ma^代入數(shù)據(jù)得：F=5.6N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:1x—_x8x14m—【點(diǎn)睛】在一個題目之中，可能某個過程是根據(jù)受力情況求運(yùn)動情況，另一個過程是根據(jù)運(yùn)動情況

分析受力情況；或者同一個過程運(yùn)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(yùn)動和力的紐帶、橋梁.如圖所示，一個帶圓弧軌道的平臺固定在水平地面上，光滑圓弧MN的半徑為R=3.2m，水平部分NP長L=3.5m，物體B靜止在足夠長的平板小車C上，B與小車的接觸面光滑，小車的左端緊貼平臺的右端.從M點(diǎn)由靜止釋放的物體A滑至軌道最右端P點(diǎn)后再滑上小車，物體A滑上小車后若與物體B相碰必粘在一起，它們間無豎直作用力.A與平臺水平軌道和小車上表面的動摩擦因數(shù)都為0.4，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等.物體A、B和小車C的質(zhì)量均為1kg，取g=10m/s2.求F：C q⑴物體A進(jìn)入N點(diǎn)前瞬間對軌道的壓力大??？⑵物體A在NP上運(yùn)動的時間？物體A最終離小車左端的距離為多少？【答案】⑴物體A進(jìn)入N點(diǎn)前瞬間對軌道的壓力大小為30N;⑵物體A在NP上運(yùn)動的時間為0.5s33物體A最終離小車左端的距離為諼m16【解析】試題分析：(1)物體A由M到N過程中，由動能定理得：mAgR=mAvN2在N點(diǎn)，由牛頓定律得FN-mAg=mA聯(lián)立解得FN=3mAg=30N由牛頓第三定律得，物體A進(jìn)入軌道前瞬間對軌道壓力大小為：FN'=3mAg=30N(2)物體A在平臺上運(yùn)動過程中|imAg=mAaL=VNt-at2代入數(shù)據(jù)解得t=0.5st=3.5s(不合題意，舍去)物體A剛滑上小車時速度偵vN-at=6m/s從物體A滑上小車到相對小車靜止過程中，小車、物體A組成系統(tǒng)動量守恒，而物體B保持靜止(mA+mC)V2=mAV1小車最終速度v2=3m/s此過程中A相對小車的位移為Lj，則.11 9HmgL-—mv2一一x2mv2解得.l=—m1212 2 14物體A與小車勻速運(yùn)動直到A碰到物體B,A,B相互作用的過程中動量守恒:(mA+mB)V3=mAV2此后A，B組成的系統(tǒng)與小車發(fā)生相互作用，動量守恒，且達(dá)到共同速度V4(mA+mB)V3+mcV2=”何/叫+叫)V4此過程中A相對小車的位移大小為L2,則,1一,1c一1 3HmgL=—mv2+—x2mv2—―x3mv2解得.l=—m2222 3 2 4 216物體人最終離小車左端的距離為X%』2=仍m考點(diǎn)：牛頓第二定律；動量守恒定律；能量守恒定律.如圖所示，在光滑的水平地面上，相距L=10m的A、B兩個小球均以％=10m/s向右運(yùn)動，隨后兩球相繼滑上傾角為30°的足夠長的光滑斜坡，地面與斜坡平滑連接，取g=10m/s2.求：A球滑上斜坡后經(jīng)過多長時間兩球相遇.【答案】2.5s【解析】試題分析：設(shè)A球滑上斜坡后經(jīng)過t1時間B球再滑上斜坡，則有：,￡?=—=1s*A球滑上斜坡后加速度—尹二-=1m/s2設(shè)此時A球向上運(yùn)動的位移為：，則.?一=■二二m此時A球速度'?.=-?：-?二=-'m/sB球滑上斜坡時，加速度與A相同，以A為參考系，B相對于A以■■=■：-■.=-m/sX做勻速運(yùn)動，設(shè)再經(jīng)過時間「［它們相遇，有：?-：=—=--s￥則相遇時間-:s考點(diǎn)：本題考查了運(yùn)動學(xué)公式的應(yīng)用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，運(yùn)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(yùn)行中由A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150,時間，在勻速運(yùn)動了10分鐘后，列車勻減速運(yùn)動，經(jīng)過200秒后剛好停在B車站.求：求此高速列車啟動、減速時的加速度；求4、B兩站間的距離；【答案】(1)0.5m/s2,-0.375m/s2；(2)58125m【解析】【分析】分別確定高速列車啟動、減速運(yùn)動過程的初速度、末速度和時間，由加速度定義式。=蘭Ar求出加速度。【詳解】由加速度的定義式a=AV有：At高速列車啟動時的加速度為a=Av=a：7七八m=。?5m‘LAt3.6X150'S2 /S2Av 0—270高速列車減速時的加速度為a=—= 叫，、=—0.375m；At3.6x200，s2 s2加速過程的位移為^= =5626m勻速過程的位移為x2=vt2=45000m0—V2減速過程的位移為X= =7500m3 2a2總位移為x=x+x+x=58125m總質(zhì)量為80kg的跳傘運(yùn)動員從離地500m的直升機(jī)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/s2)t=1s時運(yùn)動員的加速度和所受阻力的大小.估算14s內(nèi)運(yùn)動員下落的高度及克服阻力做的功.估算運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地的總時間.【答案】(1)160N(2)158;1.25X105J(3)71s【解析】【詳解】從圖中可以看出，在t=2s內(nèi)運(yùn)動員做勻加速運(yùn)動，其加速度大小為

a=i=—m/s2=8m/s2t2設(shè)此過程中運(yùn)動員受到的阻力大小為/，根據(jù)牛頓第二定律，有mg—f=ma得f=m(g—a)=80x(10—8)N=160N從圖中估算得出運(yùn)動員在14s內(nèi)下落了39.5x2x2m=158m根據(jù)動能定理，有啞-根據(jù)動能定理，有啞-%1=—mv22所以有W=mgh一2mv所以有W=mgh一2mv2=(80x10x158——x80x62)J=1.25x105j214s后運(yùn)動員做勻速運(yùn)動的時間為t，=H一h=500-158_v '運(yùn)動員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時間t^=t+t'=(14+57)s=71s總、(8分)一個質(zhì)量為1500kg行星探測器從某行星表面豎直升空，發(fā)射時發(fā)動機(jī)推力恒定，發(fā)射升空后8s末，發(fā)動機(jī)突然間發(fā)生故障而關(guān)閉；如圖所示為探測器從發(fā)射到落回出發(fā)點(diǎn)全過程的速度圖象；已知該行星表面沒有大氣，不考慮探測器總質(zhì)量的變化；求：探測器在行星表面上升達(dá)到的最大高度；探測器落回出發(fā)點(diǎn)時的速度；探測器發(fā)動機(jī)正常工作時的推力?！敬鸢浮?1)768m；(2) (3)'、【解析】1試題分析：(1)0?24s內(nèi)一直處于上升階段，H=^x24x64m=768m、 一 Av648s末發(fā)動機(jī)關(guān)閉，此后探測器只受重力作用，g=—=—rm/s2="4"m/s2Ar16探測器返回地面過程有"二y得、，=二上:,:.■上升階段加速度：a=8m/s2由=— 得，三二工/..■考點(diǎn)：v-t圖線；牛頓第二定律.我國ETC聯(lián)網(wǎng)正式啟動運(yùn)行，ETC是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱.汽車分別通過ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示.假設(shè)汽車以v0=15m/s朝收費(fèi)站正常沿直線行駛，如果過ETC通道，需要在收費(fèi)線中心線前10m處正好勻減速至v=5m/s，勻速通過中心線后，再勻加速至v0正常行駛；如果過人工收費(fèi)通道，需要恰好在中心線處勻減速至零，經(jīng)過20s繳費(fèi)成功后，再啟動汽車勻加速至v0正常行駛.設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1m/s2，求:學(xué)，工蝮口— 1 1 : —H !『好i G31人二注吏1汽車過ETC通道時，從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大??；汽車過ETC通道比過人工收費(fèi)通道節(jié)省的時間是多少.【答案】(1)210m(2)27s【解析】試題分析：(1)汽車過ETC通道：減速過程有：’"—f"，解得a-加速過程與減速過程位移相等，則有：；；解得：TOC\o"1-5"\h\z(2)汽車過ETC通道的減速過程有：’''，：-,^ ［，：1'dti一Nt植+—得總時間為： 1v V1汽車過人工收費(fèi)通道有：「：二-—--」二：、，X2二丁2=225m所以二者的位移差為：△?"=x2-x1=225m-210m=15m.(1分)Ax則有：=「二「：—「一一=27s考點(diǎn)：考查了勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】在分析勻變速直線運(yùn)動問題時，由于這一塊的公式較多，涉及的物理量較多，并且有時候涉及的過程也非常多，所以一定要注意對所研究的過程的運(yùn)動性質(zhì)清晰，對給出的物理量所表示的含義明確，然后選擇正確的公式分析解題比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡.如圖所示，已知斜塔第一層離地面的高度h1=6.8m,為了測量塔的總高度，在塔頂無初速度釋放一個小球，小球經(jīng)過第一層到達(dá)地面的時間t1=0.2s，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力.求斜塔離地面的總高度h；求小球從塔頂落到地面過程中的平均速度.比薩斜塔【答案】(1)求斜塔離地面的總高度h為61.25m；(2)小球從塔頂落到地面過程中的平均速度為17.5m/s.【解析】1-試題分析：(1)設(shè)小球到達(dá)第一層時的速度為*，則有h1=V1t1+TT'代入數(shù)據(jù)得v1=33m/s，塔頂離第一層的高度h2=—=54.45m所以塔的總高度h=h1+h2=61.25mTOC\o"1-5"\h\z警 hI— ——(2)小球從塔頂落到地面的總時間t=""=3.5s，平均速度v==17.5m/s考點(diǎn)：自由落體運(yùn)動規(guī)律A、B兩車在一直線上向右勻速運(yùn)動，(兩車不同車道)B車在A車前，A車的速度大小為V=8m/s，B車的速度大小為V=20m/s，當(dāng)A、B兩車相距X=28m時，B車因前方突發(fā)1 2 0情況緊急剎車(已知剎車過程的運(yùn)動可視為勻減速直線運(yùn)動)，加速度大小為a=2m/s2，從此時開始計時，求：B車經(jīng)多長時間停止？這段時間內(nèi)A車B車位移分別為多少？B車停止時，A車是否追上B車