高考物理直线运动解题技巧及练习题及解析一

1、高考物理直线运动解题技巧及练习题及解析(1)一、高中物理精讲专题测试直线运动1 质量为2kg 的物体在水平推力f 的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去f，其运动的图象如图所示取m/s 2，求：（ 1）物体与水平面间的动摩擦因数；（ 2）水平推力 f 的大小；（3）s 内物体运动位移的大小【答案】（ 1） 0.2；（ 2）5.6n；（ 3） 56m 。【解析】【分析】【详解】（ 1）由题意可知，由 v-t 图像可知，物体在 4 6s 内加速度：物体在 4 6s 内受力如图所示根据牛顿第二定律有：联立解得： =0.2（2）由 v-t 图像可知：物体在0 4s 内加速度：又由题意可知：物体在0

2、 4s 内受力如图所示根据牛顿第二定律有：代入数据得： f=5.6n（3）物体在0 14s 内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有：【点睛】在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活处理在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁2 一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为 1s分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第 2 次闪光的时间间隔内移到了 2m；在第 3 次、第 4 次闪光的时间间隔内移动了8m，由此可以求得（

3、）a第 1 次闪光时质点的速度b质点运动的加速度c质点运动的初速度d从第 2 次闪光到第3 次闪光这段时间内质点的位移【答案】 abd【解析】试题分析：根据得；，故 b不符合题意；设第一次曝光时的速度为v，得：题意；由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间，故无法知道初速度，故设第一次到第二次位移为；第三次到第四次闪光为，则有：；则；而第二次闪光到第三次闪光的位移，故 a 不符合c 符合题意；，故 d 不符合题意考点：考查了匀变速直线运动规律的综合应用，要注意任意一段匀变速直线运动中，只有知道至少三个量才能求出另外的两个量，即知三求二3 现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙

4、车在后，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯开始闪烁，已知绿灯闪烁3 秒后将转为红灯请问：（1）若甲车在绿灯开始闪烁时刹车，要使车在绿灯闪烁的3 秒时间内停下来且刹车距离不得大于 18m，则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少？（ 2）若甲、乙车均以 v0=15m/s 的速度驶向路口，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车（乙车司机的反应时间 t2=0.4s，反应时间内视为匀速运动）已知甲车、乙车紧急刹车时的加速度大小分别为 a1=5m/s 2、 a2=6m/s 2 若甲车司机看到绿灯开始闪烁时车头距停车线l=30m，要避免闯红灯，他的反应时间t 1 不能超过多少？为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，

5、甲、乙两车刹车前之间的距离s0 至少多大？【答案】 (1)（ 2）【解析】（ 1）设在满足条件的情况下，甲车的最大行驶速度为v1 根据平均速度与位移关系得：所以有： v1=12m/s（2）对甲车有v0 t 1+ l代入数据得：t1=0.5s当甲、乙两车速度相等时，设乙车减速运动的时间为t ，即：v0-a 2 t=v 0-a 1（t+t2）解得： t=2s则 v=v0-a 2t=3m/s此时，甲车的位移为：乙车的位移为：s2 v0 t 2+ 24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为：s0=s2-s 1=2.4m点睛：解决追及相遇问题关键在于明确两个物体的相互关系；重点在于分析两物体在相等时间内能

6、否到达相同的空间位置及临界条件的分析；必要时可先画出速度- 时间图象进行分析4 如图所示，水平平台 ab 长为 20 m，平台 b 端与长度未知的特殊材料制成的斜面bc 连接，斜面倾角为 30.在平台 b 端放上质量为 5 kg 的物块，并给物块施加与水平方向成37角的 50 n 推力后，物块由静止开始运动己知物块与平台间的动摩擦因数为0.4，重力加速度 g 10 m/s 2， sin37 0.6，求：(1)物块由 a 运动到 b 所用的时间；(2)若物块从 a 端运动到p 点时撤掉推力，则物块刚好能从斜面距离为多少？ (物块在 b 端无能量损失)b 端开始下滑，则ap 间的(3)若物块与斜面

7、间的动摩擦因数bc 0.277 0.03lb，式中lb 为物块在斜面上所处的位置离b 端的距离，在 (2)中的情况下，物块沿斜面滑到什么位置时速度最大？【答案】 （1） 5s（2） 14.3m（ 3）见解析【解析】试题分析：（ 1）根据牛顿运动定律求解加速度，根据位移时间关系知时间；（ 2）根据位移速度关系列方程求解；（ 3）物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0，根据受力分析列方程，结合物块与斜面间的动摩擦因数bc=0.277+0.03lb 知斜面长度的临界值，从而讨论最大速度解：（ 1）受力分析知物体的加速度为1=1.6m/s2a =x=a1t 2解得 a 到 b 的时间为 t=5s（2

8、）物体从 a 到 p： =2a1x1物块由 p 到 b：=2a2x2a2=gx=x1+x2解得 ap 距离为 x1=14.3m（3）物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0，即 a=0bcb， =0.277+0.03l联立解得 lb=10m因此如斜面长度l 10m ，则 lb=10m 时速度最大；若斜面长度 l10m，则斜面最低点速度最大答：（ 1）物块由 a 运动到 b 所用的时间为 5s；（2）若物块从 a 端运动到 p 点时撤掉推力，则物块刚好能从斜面b 端开始下滑，则间 ap的距离为 14.3m ；（3）斜面长度 l10m ，则 lb=10m 时速度最大；若斜面长度l 10m，则斜面最

9、低点速度最大【点评】本题考查的是牛顿第二定律及共点力平衡，但是由于涉及到动摩擦因数变化，增加了难度；故在分析时要注意物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0 这个条件5 质点从静止开始做匀加速直线运动，经4s 后速度达到，然后匀速运动了10s，接着经 5s 匀减速运动后静止求：（ 1 ）质点在加速运动阶段的加速度；（ 2 ）质点在第 16s 末的速度；（ 3 ）质点整个运动过程的位移【答案】 （1） 5m/s 2 （ 2） 12m/s（ 3） 290m【解析】【分析】根据加速度的定义式得加速和减速运动阶段的加速度，根据匀变速运动的速度和位移公式求解。【详解】（1 ）设加速阶段的加速度为a1，则

10、： v1=a 1t 1解得质点在加速运动阶段的加速度：a1 =m/s 2=5m/s 2（2 ）设减速运动阶段的加速度为a2，由于 v2 =v 1+a 2 t2，所以， a2=m/s 2=-4m/s2当 t=16s 时，质点已减速运动了： t3 =16s-14s=2s质点在第16s 末的速度为：；v3=v 1+a 2 t3 =(20-24)m/s=12m/s（3 ）匀加速直线运动的位移：x1 = t 1 =4m=40m匀速直线运动位移 :x2 =vt 2=2010m=200m匀减速直线运动的位移x3=t 3 =5m=50m则质点整个运动过程的总位移:x=x 1+x 2+ +x 3=(40+200

11、+50)m=290m6如图所示，质量为m=8kg 的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力f，当小车向右运动速度达到时，在小车的右端轻轻放置一质量m=2kg 的小物块，经过 t1 =2s 的时间，小物块与小车保持相对静止。已知小物块与小车间的动摩擦因数0.2，假设小车足够长，g 取 10m s2，求：(1)水平恒力 f 的大小；(2)从小物块放到车上开始经过t=4s 小物块相对地面的位移；(3)整个过程中摩擦产生的热量。【答案】（ 1） 8n（ 2） 13.6m（ 3） 12j【解析】试题分析：（1）设小物块与小车保持相对静止时的速度为v，对于小物块，在t 1=2s 时间内，做匀加速

12、运动，则有：对于小车做匀加速运动，则有：联立以上各式，解得：f=8n（2）对于小物块，在开始t1=2s 时间内运动的位移为：此后小物块仍做匀加速运动，加速度大小为，则有x=x1+x2联立以上各式，解得：x=13.6m（3）整个过程中只有前2s 物块与小车有相对位移小车位移：相对位移：解得： q=12j考点：牛顿第二定律的综合应用.7如图甲所示，质量为m 3.0kg 的平板小车c静止在光滑的水平面上，在t 0 时，两个质量均为 1.0kg 的小物体a 和 b 同时从左右两端水平冲上小车，1.0s 内它们的v t 图象如图乙所示，（g 取 10m/s 2）求：(1)小物体 a 和 b 与平板小车之

13、间的动摩擦因数a、 b(2)判断小车在0 1.0s 内所做的运动，并说明理由？(3)要使 a、b 在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？【答案】（ 1） 0.3；（ 2）小车静止；（3）7.2m【解析】试题分析：(1)由 v t 图可知，在第1 s 内，物体a、 b 的加速度大小相等，均为a3.0 m/s 2.根据牛顿第二定律：f = mg ma可得a=b=0.3(2)物体 a、b 所受摩擦力大小均为ff ma 3.0 n，方向相反，根据牛顿第三定律，车c 受 a、 b 的摩擦力也大小相等，方向相反，合力为零，故小车静止。ab(3)由图像可知 0-1.0s 内 a 的位移 x =4.5

14、m b 的位移 x =1.5m b 减速到零后，对 a fa= mg maa 解得 aa=3m/s 2对 b 和车 fa= mg=（ m+m ） ab 解得 ab=0.75m/s 2设经过时间t ，达到相同速度v解得： t=0.8s v=0.6m/s相对位移ma、 b 之间的相对位移，即车的最小长度为：x xaxb 7.2m考点：牛顿第二定律的综合应用.8 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 v=2m/s匀速行驶，此时乙车立即从静止开始做加速度2匀加速直线运动去追甲0a=1m/s车，但乙车达到速度vm =3m/ s 后开始匀速运动求：（ 1

15、）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；（ 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=s0+v0t 0-1at022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： v乙 =v 2 ，m=at1， 2axm对甲车： x 甲=v0

16、t1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；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

17、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 如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中ab两车相距l=7m时，b车正、以 vb=4m/s 速度匀速行驶， a 车正以 va=8m/s 的速度借道超越同向行驶的b 车，此时 a 车司机发前方不远处有一辆汽车c 正好迎面驶来， a 车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与 b 车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化，则（1） a 车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与b 车相撞。（2）若 a 车驶回原车道时，司机估计会与b 车相碰的危险，立即以大小为aa2 的加=1m/s速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒b 车司机加速， b 车司机经过 t0=1s 的反应时间后，立即以 ab=0.5m/s 2 的加速度匀加速。（不计a 车司机的反应时间）。则：b 车加速后经过多长时间a、b 两车速度相等；a 会不会追尾 b 车（请通过计算分析）。【答案】（1822不会追尾）m/s；（ ） 2s,7【解析】【详解】（1） a 车减速到与 b 车同速时，若恰未与 b 车相碰，则 a 车将不会与 b 车相碰，设经历的时间为 t，则a 车位移： xavavb t2b 车位移：