高考物理直线运动技巧和方法完整版及练习题

1、高考物理直线运动技巧和方法完整版及练习题一、高中物理精讲专题测试直线运动1 倾角为的斜面与足够长的光滑水平面在d 处平滑连接，斜面上ab 的长度为3l， bc、cd 的长度均为3.5l， bc 部分粗糙，其余部分光滑。如图，4 个“ ”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下往上依次标为1、 2、 3、 4，滑块上长为l 的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连，滑块1 恰好在a 处。现将4 个滑块一起由静止释放，设滑块经过 d 处时无机械能损失，轻杆不会与斜面相碰。已知每个滑块的质量为m 并可视为质点，滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tan，重力加速度为g。求（ 1）滑块 1 刚进入 bc 时，

2、滑块 1 上的轻杆所受到的压力大小；（ 2） 4 个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离。【答案】（ 1） f3 mg sin （ 2） d 4 l43【解析】【详解】（1）以4 个滑块为研究对象，设第一个滑块刚进bc 段时，4 个滑块的加速度为 a，由牛顿第二定律： 4mgsinmgcos4ma以滑块 1为研究对象，设刚进入bc段时，轻杆受到的压力为f，由牛顿第二定律：f mgsinmgcosma已知tan联立可得： f3 mgsin4（2）设 4 个滑块完全进入粗糙段时，也即第4 个滑块刚进入bc 时，滑块的共同速度为 v这个过程， 4 个滑块向下移动了6l 的距离， 1、 2、 3

3、滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3l、 2l、l，由动能定理，有：4mgsin6lmgcos（3l2ll)14mv22可得： v3 glsin由于动摩擦因数为tan，则4 个滑块都进入bc 段后，所受合外力为 0，各滑块均以速度 v 做匀速运动；第 1 个滑块离开 bc后做匀加速下滑，设到达d 处时速度为 v1，由动能定理：mgsin3.5l1mv121mv 222可得： v14 glsin当第 1 个滑块到达 bc边缘刚要离开粗糙段时，第2 个滑块正以 v 的速度匀速向下运动，且运动 l 距离后离开粗糙段，依次类推，直到第4 个滑块离开粗糙段。由此可知，相邻两个滑块到达 bc 段边缘的时间差

4、为tll，因此到达水平面的时间差也为tvv所以滑块在水平面上的间距为 dv1t联立解得 d4 l32 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m=2kg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：（ 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（

5、 2） 1s， 2m/s （ 3） 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

6、做加速运动且加速度：m/s 2这 0.5s 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3 如图甲所示为2022年北京冬奥会跳台滑雪场馆“”雪如意 的效果图如图乙所示为由助滑区、空中飞行区、着陆缓冲区等组成的依山势而建的赛道示意图运动员保持蹲踞姿势从 a 点由静止出发沿直线向下加速运动，经过距离a 点 s=20m 处的 p 点时，运动员的速度为 v1 =50.4km/h 运动员滑到 b 点时快速后蹬，以v2=90km/h 的速度飞出，经过一段时间

7、的空中飞行，以 v3=126km/h 的速度在 c 点着地 .已知 bc两点间的高度差h=80m，运动员的质量 m=60kg，重力加速度g 取 9.8m/s 2，计算结果均保留两位有效数字.求(1)a 到 p 过程中运动员的平均加速度大小；(2)以 b 点为零势能参考点，求到c 点时运动员的机械能；(3)从 b 点起跳后到c 点落地前的飞行过程中，运动员克服阻力做的功【答案】 (1) a4.9m/s (2) e1.0 104 j (3)w2.9 104 j【解析】【详解】(1) v1 50.4km/h 14m/s由 v12 2asv124.9m/s解得： a2s(2) v290km/h25m/

8、s , v3 126km/h35m/s由能量关系： emgh1 mv322e10290j1.0104 j（按 g 取 10m/s 2 算， e11250j1.1 104 j ）(3)由动能定理 ： mghw1 mv321 mv2222解得： w 29040j2.9104 j（按 g 取 10m/s 2 算， w30000j3.0104 j4 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度为零、加速度为g 的匀加速直线运动，由位移公式求解时

9、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 光滑水平桌面上有一个静止的物体，其质量为7kg，在 14n 的水平恒力作用下向右做匀加速直线运动 ，求 :5s 末物体的速度的大小？ 5s 内通过的位移是多少？【答案】 x=25m【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，根据速度时间公式和位移时间公式求出5s 末的速度和 5s 内的位移【详解】（1）根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：5s 末的速度为： v=at=2 5m/s=10m/s.a f 14 m / s22m / s2 ； m 7（2） 5s 内的位移为：x= 1 at 2 1222 25m

10、 25m【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁6美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘nasa的飞艇参加了 “微重力学生飞行机会计划 ”，飞行员将飞艇开到6000m 的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04 倍，这样，可以获得持续25s 之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验紧接着飞艇又做匀减速运动，若飞艇离地面的高度不得低于 500m重力加速度 g 取 10m/s 2 ，试计算：（ 1）飞艇在 25s 内所下落的高度；（ 2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其

11、重力的多少倍【答案】（ 1）飞艇在 25s 内所下落的高度为 3000m ；（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其重力的2.152 倍【解析】：(1)设飞艇在 25 s 内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得mg f 阻 ma 1，解得： a1 9.6 m/s 2.飞艇在25 s 内下落的高度为1123000 m.h a t(2)25 s 后飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度v 为va1t 240 m/s.减速运动下落的最大高度为h2 (6000 3000 500)m 2500 m.减速运动飞艇的加速度大小a2 至少为a2 11.52 m/s2 .设座位对大学生的支

12、持力为n，则nmg ma2，nm(g a2) 2.152mg根据牛顿第三定律，n n即大学生对座位压力是其重力的2.152 倍7 两辆玩具小车在同一水平轨道上运动，在t=0 时刻，甲车在乙车前面s0=4m 的地方以速度 v0 =2m/s 匀速行驶，此时乙车立即从静止开始做加速度a=1m/s2 匀加速直线运动去追甲车，但乙车达到速度vm =3m/ s 后开始匀速运动求：（1）从开始经过多长时间乙车落后甲车最远，这个距离是多少？（ 2）从开始经过多长时间乙车追上甲车，此时乙车通过位移的大小是多少？【答案】（ 1） 6m （ 2） 21m【解析】【分析】（ 1）匀加速追匀速，二者同速时间距最大；（

13、2）先判断乙车达到最大速度时两车的间距，再判断匀速追及阶段的时间即可匀加速追及匀速运动物体时，二者同速时有最小间距【详解】（ 1）当两车速度相等时相距最远，即v0=at0，故 t0=2s；此时两车距离 x=s00 0-102+v tat2解得 x=6m；（2）先研究乙车从开始到速度达到vm 时与甲车的距离对乙车： vm=at1， 2ax 乙 =vm2 ，对甲车： x 甲=v0t1解得 x 甲=6m，x 乙 =4.5mt1=3sx 甲 +s0 x 乙 ，故乙车达到最大速度时未追上乙车，此时间距为s=x 甲+s0-x 乙 =5.5m，乙车还需要时间 t2vms5.5s 5.5s ，v03 2故甲追

14、上乙的时间t=t1+t2 =3+5.5s=8.5s，此时乙车的位移为x 总=x 乙+vmt2 =4.5+3 5m=21m.5；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

15、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恒有：，解得：若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：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：

16、滑块相对传送带滑动的位移相对滑动生成的热量?9某汽车以20m/s 的速度行驶，司机突然发现前方34m 处有危险，采取制动措施若汽车制动后做匀减速直线运动，产生的最大加速度大小为10m/s 2，为保证安全，司机从发现危险到采取制动措施的反应时间不得超过多少？【答案】 0.7s【解析】【分析】【详解】设反应时间不得超过t ，在反应时间内汽车的位移为s1，汽车做匀减速至停止的位移为s2，则有：s1=v0ts2v022a又s= s1 s2解得t=0.7s故反应时间不得超过0.7s10 近几年，国家取消了 7 座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费，给自驾出行带来了很大的实惠，但车辆的增多也给道路的畅

17、通增加了压力，因此交管部门规定，上述车辆通过收费站口时，在专用车道上可以不停车拿(交 )卡而直接减速通过若某车减速前的速度为 v0，靠近站口时以大小为1 5 m/s2的加速度匀减速，通过收费站口时的速 20m/sa度为 vt8 m/s，然后立即以2 4 m/s2 的匀加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平a直大道 )试问：(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速？(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中，运动的时间是多少？(3)在 (1)(2)问题中，该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少？【答案】 （1） 33.6m（ 2） 5.4s（3） 1.62s【解析】【详解】（1）设该车初速度方向为正方向,该车进入站口前做匀减速直线运动，设距离收费站x处1开始制动，则有：vt20211 v - 2a x解得： x1 33.6 m.该车通过收费站经历匀减速和