高中物理直线运动解析版汇编

1、高中物理直线运动解析版汇编一、高中物理精讲专题测试直线运动1 如图所示，质量m=8kg 的小车放在光滑水平面上，在小车左端加一水平推力f=8n，当小车向右运动的速度达到 1.5m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为 0.2，小车足够长求：m=2kg（ 1）小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为多大？（ 2）经多长时间两者达到相同的速度？共同速度是多大？（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s 小物块通过的位移大小为多少？（取g=10m/s 2）【答案】（ 1） 2m/s 2， 0.5m/s 2（ 2） 1s， 2m/s （ 3） 2.

2、1m【解析】【分析】(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度；(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间，在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度；(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移，再求出小物块与小车一体运动时的位移即可【详解】(1) 根据牛顿第二定律可得小物块的加速度：m/s 2小车的加速度：m/s 2(2)令两则的速度相等所用时间为t，则有：解得达到共同速度的时间：t=1s共同速度为：m/s(3) 在开始 1s 内小物块的位移m此时其速度：m/s在接下来的0.5s 小物块与小车相对静止，一起做加速运动且加速度：m/s 2这 0.5

3、s 内的位移：m则小物块通过的总位移:m【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用，解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况，然后运用运动学公式求解同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解2 撑杆跳高是奥运会是一个重要的比赛项目撑杆跳高整个过程可以简化为三个阶段：助跑、上升、下落；而运动员可以简化成质点来处理某著名运动员，在助跑过程中，从静止开始以加速度2 m/s2 做匀加速直线运动，速度达到10 m/s时撑杆起跳；达到最高点后，下落过程可以认为是自由落体运动，重心下落高度为6.05 m；然后落在软垫上软垫到速度为零用时 0.8 s运动员质量m=75 kg， g 取 10 m/s 2

4、求：（ 1）运动员起跳前的助跑距离；（ 2）自由落体运动下落时间，以及运动员与软垫接触时的速度；（ 3）假设运动员从接触软垫到速度为零做匀减速直线运动，求运动员在这个过程中，软垫受到的压力【答案】（ 1）运动员起跳前的助跑距离为25m ；（ 2）自由落体运动下落时间为1.1s，以及运动员与软垫接触时的速度为11m/s ；（ 3）运动员在这个过程中，软垫受到的压力为31.8 10n【解析】【详解】（1）根据速度位移公式得，助跑距离：x= v2=102=25m2a22（2）设自由落体时间为t1，自由落体运动的位移为h： h=1 gt 2代入数据得： t=1.1s2刚要接触垫的速度v，则： v2=2

5、gh，得 v=2gh = 2106.05 =11m/s（3）设软垫对人的力为f，由动量定理得：（mg-f） t=0-mv3代入数据得： f=1.8 10n由牛顿第三定律得对软垫的力为31.8 10n3 某汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h ，司机发现前方有障碍物时，立即采取紧急刹车，其制动过程中的加速度大小为5m/s2 ，假设司机的反应时间为0.50s，汽车制动过程中做匀变速直线运动。求：(1)汽车制动 8s 后的速度是多少(2)汽车至少要前行多远才能停下来?【答案】（ 1） 0（ 2） 105m【解析】【详解】（1）选取初速度方向为正方向，有：v0=108km/h=30m/s ，由

6、vt =v0+at 得汽车的制动时间为： t vtv0 030 s6s ，则汽车制动8s 后的速度是0；a5（2）在反应时间内汽车的位移：x10 0=v t =15m ；汽车的制动距离为：x2 v0vt t 30 06m90m 22则汽车至少要前行15m+90m=105m 才能停下来 【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，注意汽车在反应时间内做匀速直线运动4 小球从离地面80m 处自由下落，重力加速度g=10m/s 2。问：(1)小球运动的时间。(2)小球落地时速度的大小v 是多少？【答案】 (1)4s ； (2)40m/s【解析】【分析】自由落体运动是初速

7、度为零、加速度为g 的匀加速直线运动，由位移公式求解时间，用速度公式求解落地速度。【详解】解：（ 1）由得小球运动的时间：落地速度为：5 近年来隧道交通事故成为道路交通事故的热点之一某日，一轿车a 因故障恰停在某隧道内离隧道入口50m 的位置此时另一轿车b 正以来，轿车 b 到达隧道口时驾驶员才发现停在前方的轿车v0=90km/h 的速度匀速向隧道口驶a 并立即采取制动措施假设该驾驶员的反应时间t1=0.57s，轿车制动系统响应时间（开始踏下制动踏板到实际制动）t 2=0.03s，轿车制动时加速度大小a=7.5m/s 2 问：（1）轿车b 是否会与停在前方的轿车a 相撞？（2）若会相撞，撞前轿

8、车b 的速度大小为多少？若不会相撞，停止时轿车b 与轿车a 的距离是多少？【答案】 （1）轿车 b 会与停在前方的轿车a 相撞；（ 2） 10m/s【解析】试题分析 ：轿车的刹车位移由其反应时间内的匀速运动位移和制动后匀减速运动位移两部分构成，由此可得刹车位移，与初始距离比较可判定是否相撞；依据（ 1）的结果，由运动可判定相撞前 b 的速度（1）轿车 b 在实际制动前做匀速直线运动，设其发生的位移为s1，由题意可知：s1v0(t 1t 2)15 m，实际制动后，轿车 b 做匀减速运动，位移为 s2, 由 v022as2 代入数据得： s2=41.7 m ，轿车 a 离隧道口的距离为 d=50

9、m，因 s1+s2 d，故轿车 b 会与停在前方的轿车a 相撞（2）设撞前轿车 b 的速度为 v，由运动学公式得 v2v022ax0 ，代入数据解得： v=10m/s 点睛 ：本题主要考查相遇问题，关键要掌握刹车位移的判定：反应时间内的匀速运动位移；制动后匀减速运动位移 6 如图所示，在光滑的水平地面上，相距 l 10 m 的 a、 b 两个小球均以v0 10 m/s 向右运动，随后两球相继滑上倾角为30的足够长的光滑斜坡，地面与斜坡平滑连接，取g 10m/s 2求： a 球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇【答案】2.5s【解析】试题分析：设a 球滑上斜坡后经过t 1 时间b 球再滑上斜坡，则有

10、：1sa 球滑上斜坡后加速度m/s 2设此时a 球向上运动的位移为，则m此时a 球速度m/sb 球滑上斜坡时，加速度与a 相同，以a 为参考系，b 相对于a 以m/s做匀速运动，设再经过时间它们相遇，有：s则相遇时间s考点：本题考查了运动学公式的应用7 甲、乙两辆车在相邻的两条平行直轨道上同向匀速行驶，甲车的速度为v1 16m/s ，乙车的速度为v2l2m/s ，乙车在甲车的前面当两车相距l 6m 时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以 a1 2m/s 2 的加速度刹车， 7s 后立即改做匀速运动：乙车刹车的加速度为 a2 lm/s 2求：（ 1）在哪些时刻两车速度相等？（ 2）两车有几

11、次相遇？在哪些时刻两车相遇？【答案】 （1） 4s 和 8s（ 2） 3 次， 2s、6s、10s【解析】(1)设刹车后经过t 时间两车速度相等，则有： v1-a1t=v 2-a2t解得 ： t=4s6s 后甲车匀速 ，则速度 ：v= v1-a1t1=4m/s两车速度再次相等时，则有 ： v=v2-a2 t 解得 ： t =8s(2)在甲减速时 ，设经时间 t 相遇 ，甲和乙的位移分别为12x1、 x2，则有 :x1 =v1t- a1t222122x =v t-2a t又有 ： x1-x2=l解得 ： t1=2s 或 t 2=6s甲车减速时间恰好为6s，即在甲车减速阶段 ，相遇两次 ，第一次

12、t1 =2s，第二次 t 2=6s第二次相遇时甲车的速度为： v1=v 1-a1t 2=4m/s乙车的速度为 ： v2=v2-a2t 2=6m/s设再经 t甲追上乙，则有： v121 22t=v t- a (t)2代入数据解得 ： t=4s此时乙仍在做减速运动 ，此解成立 ，所以甲、乙两车第3 次相遇 ，相遇时刻为： t3=t2+t=10s点睛：本题中涉及运动情境较为复杂，为比较麻烦的追及相遇问题，要结合位移关系和速度关系并联系实际运动情境加以解决，难度较大8 如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力f作用下静止在倾角为=30的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带

13、时无能量损失)，传送带的运行速度为 v0=3m/s ，长为 l=1.4m，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端c 时，恰好与传送带速度相同滑块与传送带间的动摩擦因数=0.25，g=10m/s 2求(1)水平作用力f 的大小；(2)滑块开始下滑的高度h；(3)在第 (2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s ，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量q【答案】(1)(2)0.1 m或0.8 m(3)0.5 j【解析】【分析】【详解】解：（ 1）滑块受到水平推力f、重力 mg 和支持力fn 处于平衡，如图所示：水平推力解得：（2）设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v 下滑过程由机械能守

14、恒有：，解得：若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则做匀加速运动；根据动能定理有：滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而解得：若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有：解得：（3）设滑块在传送带上运动的时间为t，则 t 时间内传送带的位移：s=v0t由机械能守恒有：滑块相对传送带滑动的位移相对滑动生成的热量?9 风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力现将一套有球的细直杆放入风洞实验室小球孔径略大于细杆直径如图所示（ 1）当杆水平固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的 0.5 倍，

15、求小球与杆间的动摩擦因数（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向夹角为37 并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=3.75m 所需时间为多少？（sin37 =0.6， cos37=0.8）【答案】（ 1） 0.5（ 2）1s【解析】【分析】【详解】（1）小球做匀速直线运动，由平衡条件得：0.5mg= mg ，则动摩擦因数 =0.；5（2）以小球为研究对象，在垂直于杆方向上，由平衡条件得：fn 0.5mg sin 37 0mg cos37 0在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得：0.5mg cos370mg sin 370fn ma代入数据解得： a=7.5m/s 2小球做初速度为零的匀加速直线运动，由位于公式得：s=