【物理】物理直線運(yùn)動練習(xí)題含答案含解析

【物理】物理直線運(yùn)動練習(xí)題含答案含解析一、高中物理精講專題測試直線運(yùn)動1．一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重.一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上,由升降機(jī)送上幾十米的高處,然后讓座艙自由落下.落到一定位置時(shí),制動系統(tǒng)啟動,到地面時(shí)剛好停下.已知座艙開始下落時(shí)的高度為75m,當(dāng)落到離地面30m,的位置時(shí)開始制動g座艙均勻減速.重力加速度取10m/s2,不計(jì)空氣阻力.（1）求座艙下落的最大速度;（2）求座艙下落的總時(shí)間;（3）若座艙中某人用手托著重30N的鉛球,求座艙下落過程中球?qū)κ值膲毫?【答案】（1）30m/s（2）5s．（3）75N．【解析】1v=2gh;分析：（）試題2v30m/s＝m⑵座艙在自由下落階段所用時(shí)間為：h12gt2t3s＝11h用的時(shí)間為：＝＝t2s座艙在勻減速下落階段所v22ttt5s所以座艙下落的總時(shí)間為：＝＋＝12⑶對球，受重力mg和手的支持力N作用，在座艙自由下落階段，根據(jù)牛頓第二定律有mgNmg－＝解得：N＝0根據(jù)牛頓第三定律有：N′＝＝，即N0球?qū)κ值膲毫榱阍谧搫驕p速下落階段，根據(jù)牛頓第二定律有－＝mgNma0v2規(guī)律有：a＝＝－15m/s根據(jù)勻變速直線運(yùn)動22h2解得：N＝75N（2分）根據(jù)牛頓第三定律有：N′＝＝，即N75N考點(diǎn)：牛頓第二及第三定律的應(yīng)用75N球?qū)κ值膲毫?．小球從離地面80m處自由下落，重力加速度g=10m/s2。問：(1)小球運(yùn)動的時(shí)間。(2)小球落地時(shí)速度的大小v是多少？【答案】(1)4s；(2)40m/s【解析】【分析】自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，由位移公式求解時(shí)間，用速度公式求解落地速度。【詳解】解：（1）由得小球運(yùn)動的時(shí)間：落地速度為：3．某運(yùn)動員助跑階段可看成先勻加速后勻速運(yùn)動．某運(yùn)動員先以4.5m/s2的加速度跑了5s1s．接著勻速跑了．然后起跳．求：（1）運(yùn)動員起跳的速度？（2）運(yùn)動員助跑的距離？【答案】（1）22.5m/s（2）78.75m【解析】（1）由題意知，運(yùn)動員起跳時(shí)的速度就是運(yùn)動員加速運(yùn)動的末速度，根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系知，運(yùn)動員加速運(yùn)動的末速度為：即運(yùn)動員起跳時(shí)的速度為22.5m/s；（2）根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系知，運(yùn)動員加速運(yùn)動的距離為：運(yùn)動員勻速跑的距離為：所以運(yùn)動員助跑的距離為：綜上所述本題答案是:（1）運(yùn)動員22.5m/s；將要起跳時(shí)的速度為（2）運(yùn)動員助跑的距離是78.75m．4．美國密執(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)會計(jì)劃”，飛行員將飛艇開到6000m的高空后靜止下落，以模擬一種微其重力的倍，這樣，可以獲得持續(xù)25s之久的失重狀態(tài)，大學(xué)生們就可以行進(jìn)微重力影響的實(shí)驗(yàn)．緊接著飛艇又做勻減速運(yùn)動，若，讓飛艇由0.04重力的環(huán)境．下落過程飛艇所受空氣阻力為飛艇離地面的高度不得低于500m．重力加速度g10m/s取2，試計(jì)算：125s（）飛艇在內(nèi)所下落的高度；2（）在飛艇后來的減速過程中，大學(xué)生對座位的壓力至少是其重力的多少倍．125s【答案】（）飛艇在內(nèi)所下落的高度為3000m；22.152（）在飛艇后來的減速過程中，大學(xué)生對座位的壓力至少是其重力的倍．【解析】(1)25s設(shè)飛艇在內(nèi)下落的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得：mgF－＝ma1，阻解得：a1＝＝9.6m/s2.25s飛艇在內(nèi)下落的高度為h1＝a1t2＝3000m.(2)25s后飛艇將做勻減速運(yùn)動，開始減速時(shí)飛艇的速度為vvat240m/s.＝＝1減速運(yùn)動下落的最大高度為h2＝(6000－3000－500)m＝2500m.減速運(yùn)動飛艇的加速度大小a2至少為a2＝＝11.52m/s2.設(shè)座位對大學(xué)生的支持力為N，則N－mg＝ma2，Nm(ga)2.152mg＝＋＝2根據(jù)牛頓第三定律，N′＝N即大學(xué)生對座位壓力是其重力的2.152倍．5．如圖所示，有一條沿順時(shí)針方向勻速傳送的傳送帶，恒定速度v=4m/s面的夾角θ=37°，現(xiàn)將質(zhì)量m=1kg的小物塊輕放在其底端（小物塊可視作質(zhì)點(diǎn)），與此同時(shí)，給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F=10Nh=2.4m的平臺上．已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．問：，傳送帶與水平，經(jīng)過一段時(shí)間，小物塊上到了離地面高為（1）物塊從傳送帶底端運(yùn)動到平臺上所用的時(shí)間？（2）若在物塊與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí)，立即撤去恒力F，計(jì)算小物塊還需經(jīng)過多少時(shí)間離開傳送帶以及離開時(shí)的速度？（1）1.25s（2）2m/s【答案】【解析】試題分析：(1)對物塊受力分析可知，物塊先是在恒力作用下沿傳送帶方向向上做初速為零的勻加速運(yùn)動，直至速度達(dá)到傳送帶的速度，由牛頓第二定律maFmgcos37mgsin37（1分），計(jì)算得：a8m/s211tv0.5s（1分）xv21m（1分）2a11a11物塊達(dá)到與傳送帶同速后，對物塊受力分析發(fā)現(xiàn)，物塊受的摩擦力的方向改向maFmgcos37mgsin37（1分），計(jì)算得：a022hxxxxsin374.0m（1分）tvv10.75s（1分）得ttt1.25s(1分)1222（2）若達(dá)到同速后撤力F，對物塊受力分析，因?yàn)閙gsin37>mgcos37，故減速上行mamgsin37mgcos37（1分），得a2m/s233設(shè)物塊還需t離開傳送帶，離開時(shí)的速度為v，則v2v22ax（1分），tv2m/stt32（1分）tvvt1s（t（1分）1分）a3考點(diǎn)：本題考查勻變速直線運(yùn)動規(guī)律、牛頓第二定律。6．據(jù)《每日郵報(bào)》2015年4月27日報(bào)道，英國威爾士一只100歲的寵物龜“T夫人”(MrsT)在冬眠的時(shí)候被老鼠咬掉了兩只前腿?！癟夫人”的主人為它裝上了一對從飛機(jī)模型上拆下來的輪胎?，F(xiàn)在它不僅又能走路，甚至還能“跑步”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O點(diǎn)的距離s=5m。在臺階右側(cè)固定了一個(gè)1/4圓弧擋板，圓弧半徑R=m，今以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系?！癟夫人”通過后腿蹬地可提供F=5N的水平恒力，已知重力加速度。（）1“T夫人”為了恰好能停在O點(diǎn)，蹬地總距離為多少？（）2“T夫人”為了恰好能停在O點(diǎn)，求運(yùn)動最短時(shí)間；3“T若夫人”在水平臺階上運(yùn)動時(shí)，持續(xù)蹬地，過O點(diǎn)時(shí)停止蹬地，求“T夫人”擊中擋（）板上的位置的坐標(biāo)?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】試題分析：（1）在水平表面運(yùn)動過程中：(2)在加速運(yùn)動中：由可求得，而加速運(yùn)動中最大速度：在減速運(yùn)動中：則T夫人在臺階表面運(yùn)動的總時(shí)間：3（）若在臺階表面一直施力：離開臺階后有：且有：解得：7ETCETC．我國聯(lián)網(wǎng)正式啟動運(yùn)行，是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱．汽車分別通過通ETCv=15m/s道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示．假設(shè)汽車以朝收費(fèi)站正常沿直線行駛，如果0過通道，需要在收費(fèi)線中心線前處正好勻減速至v=5m/s，勻速通過中心線后，ETC10mv再勻加速至正常行駛；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020sv繳費(fèi)成功后，再啟動汽車勻加速至正常行駛．設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大01m/s小均為，求：21ETC（）汽車過通道時(shí)，從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大?。?ETC（）汽車過通道比過人工收費(fèi)通道節(jié)省的時(shí)間是多少．1210m227s【答案】（）（）【解析】試題分析：（1）汽車過ETC通道：減速過程有：，解得加速過程與減速過程位移相等，則有：解得：（2）汽車過ETC通道的減速過程有：得總時(shí)間為：x，2=225m汽車過人工收費(fèi)通道有：△=xx=225m﹣210m=15m1差為：﹣．（分）所以二者的位移2127s則有：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(shí)，由于這一塊的公式較多，涉及的物理量較多，并且有時(shí)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8．兩輛玩具小車在同一水平軌道上運(yùn)動，在t=0時(shí)刻，甲車在乙車前面S=4m的地方以速0度v0=2m/s勻速行駛，此時(shí)乙車立即從靜止開始做加速度a=1m/s2車，但乙車達(dá)到速度vm=3m/s后開始勻速運(yùn)動．求：勻加速直線運(yùn)動去追甲（1）從開始經(jīng)過多長時(shí)間乙車落后甲車最遠(yuǎn)，這個(gè)距離是多少？（2）從開始經(jīng)過多長時(shí)間乙車追上甲車，此時(shí)乙車通過位移的小大是多少？【答案】（1）6m（2）21m【解析】【分析】（1）勻加速追勻速，二者同速時(shí)間距最大；（2）先判斷乙車達(dá)到最速大度時(shí)兩車的間距，再判斷勻速追及階段的時(shí)間即可．勻加速追及勻速運(yùn)動物體時(shí)，二者同速時(shí)有最小間距．【詳解】（1）當(dāng)兩車速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)，即0，故；v=att=2s001此時(shí)兩車距離x=S0+v0t0-at022x=6m解得；（2）先研究乙車從開始到速度達(dá)到vm時(shí)與甲車的距離．v=at2ax=vm2，對乙車：1，m乙對甲車：x=v0t1甲x=6mx=4.5mt1=3s解得，甲乙x+Sx△s=x+S0-x=5.5m，甲乙＞，故乙車達(dá)到最速大度時(shí)未追上乙車，此時(shí)間距為乙0甲svv32乙車還需要時(shí)間t25.5s5.5s，m0故甲追上乙的時(shí)間t=t1+t2=3+5.5s=8.5s，X=x+vmt2=4.5+3×5.5m=21m；總乙此時(shí)乙車的位移為212018年在俄羅斯境內(nèi)舉行，也是世界杯首次在東歐國家舉”的戰(zhàn)術(shù)，即攻方隊(duì)員帶球沿邊線前9．第屆世界杯足球賽于行．在足球比賽中，經(jīng)常使用“邊路突破，下底傳中進(jìn)，到底線附近進(jìn)行傳中．某足球場長90m、寬60m，如圖所示．攻方前鋒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初速度為12m/s的勻減速直線運(yùn)動，2m/s.加速度小大為試求：2(1)足球從開始做勻減速運(yùn)動到停下來的位移為多？大(2)足球開始做勻減速直線運(yùn)動的同時(shí)，該前鋒隊(duì)員沿邊線向前追趕足球，他的啟動過程可以視為初速度為0,加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動，他能達(dá)到的最速大度為8m/s.該前鋒隊(duì)員至少經(jīng)過多長時(shí)間能追上足球？(3)若該前鋒隊(duì)員追上足球后，又將足球以10m/s的速度沿邊線向前踢出，足球的運(yùn)動仍視為加速度大小為2m/s2的勻減速直線運(yùn)動。與此同時(shí)，由于體力的原因，該前鋒隊(duì)員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動向前追趕足球，通過計(jì)算判斷該前鋒隊(duì)員能否在足球出底線前追上。【答案】(1)36m(2)6.5s（3【解析】）前鋒隊(duì)員不能在底線前追上足球【詳解】（1）已知足球的初速度為v1＝12m/s，加速度大小為a1＝2m/s2，足球做勻減速運(yùn)動的時(shí)間為運(yùn)動位移為.（2）已知前鋒隊(duì)員的加速度為a2＝2m/s2，最大速度為v2＝8m/s，前鋒隊(duì)員做勻加速運(yùn)動達(dá)到最大速度的時(shí)間和位移分別為，.之后前鋒隊(duì)員做勻速直線運(yùn)動，到足球停止運(yùn)動時(shí)，其位移為x3＝v2(t1－t2)＝8×2m＝16mx＋x3<x1，故足球停止運(yùn)動時(shí)，前鋒隊(duì)員還沒有追上足球，然后前鋒隊(duì)員繼續(xù)以最大2由于速度勻速運(yùn)動追趕足球，由勻速運(yùn)動公式得x1－(x2＋x3)＝v2t3，代入數(shù)據(jù)解得t3＝0.5s.前鋒隊(duì)員追上足球所用的時(shí)間t＝t1＋t3＝6.5s.（3）此時(shí)足球距底線的距離為：x4=45-x1=9m，速度為v3=10m／s足球運(yùn)動到停止的位移為：所以，足球運(yùn)動到底線時(shí)沒停由公式，足球運(yùn)動到底線的時(shí)間為：t4=1s前鋒隊(duì)員在這段時(shí)間內(nèi)勻速運(yùn)動的位移：x3=vt4=6m<9m所以前鋒隊(duì)員不能在底線前追上足球.【點(diǎn)睛】解