2020年高考物理冲破高分瓶颈考前必破：破(26)匀变速直线运动规律计算题猜押练(解析版)

1、2020年高考物理冲破高分瓶颈考前必破破(26)匀变速直线运动规律计算题猜押练(解析版)【真题引领】1.(福建高考)一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示。求:(1)摩托车在020s这段时间的加速度大小a。(2)摩托车在075s这段时间的平均速度大小V。【答案】(1)1.5m/s2 (2)20m/s解析：据a 匚”t由图像斜率得 a=1.5m/s225 75(2)由v-t图像得075s内车的位移s 30m 1500 m2s 1500075s内车的平均速度 v - m/s=20m/st 752.(四川高考T10)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞

2、设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为。的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4 m时，车头距制动坡床顶端 38 m,再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取 cos 0 =1,sin 0 =0.1,g=10mi/s求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向。(2)制动坡床的长度。【答案】(1)5m/s2

3、方向沿制动坡床向下 (2)98m解析：(1)设货物的质量为 m,货物在车厢内Vt动过程中，货物与车厢间的动摩擦因数科=0.4受摩擦力大小为f,加速度大小为犯则f+mgsin 0 =ma f= mgcos。联立并代入数据得ai=5m/s2 ai的方向沿制动坡床向下。(2)设货车的质量为 M,从车尾位于制动坡床的底端、车速为 v=23m/s到车头距制动坡床顶端 S0=38m的过程 中，所用时间为t,货物相对于制动坡床的位移为 si,在车厢内滑动了 s=4m,货车的加速度大小为 期货车相对于 制动坡床的位移为 S2,货车受到制动坡床白阻力大小为F,F是货车和货物总重力的 k倍,k=0.44，货车长度

4、lo=12m,制动坡床的长度为I,则M=4mMgsin 0 +-F=Ma 2 F=k(m+M)g 12公si=vt- - ait2 2i C eS2=vta2t2 2S=Si-S2 |=|0+S0+S2 联立以上各式并代入数据得I =98m3.(海南高考Ti3)水平地面上有质量分别为m和4m的物块A和B,两者与地面的动摩擦因数均为卬细绳的一端固定，另一端跨过轻质动滑轮与 A相连，动滑轮与B相连，如图所示。初始时，绳处于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g。求:(i)物块B克服摩擦力所做的功。(2)物块A、B的加速度大小。F 3 mg4m【答案】(i

5、)2科mgs (2) F 3 mg2m解析：(i)物块A移动了距离s,则物块B移动的距离为i si= 1 s 2物块B受到的摩擦力大小为f=4mg物块B克服摩擦力所做的功为 W=fsi=2科mgs(2)设物块A、B的加速度大小分别为 aA、aB,绳中的张力为T。由牛顿第二定律得F-m-T=ma a 2T-4mg=4ma 由A和B的位移关系得0a=2hb联立式得F3a=Ajmg 2m_ F 3 mgaB=4m【高考猜押】4.为了测试某汽车的刹车性能，驾驶员驾驶汽车以30 m/s的速度在干燥的平直公路上匀速行驶，某时刻驾驶员收到刹车指令，经过一段短暂的反应时间后开始刹车，当车停止后，经测量发现，从

6、驾驶员接到刹车指令到车停下来，汽车行驶的距离为90 m,若用同样的方法测试该汽车在雨天的刹车性能，则汽车需要行驶165 m的距离才能停下来，已知雨天时轮胎与地面间的动摩擦因数为轮胎与干燥地面间动摩擦因数的一 半，若两次刹车过程中驾驶员的反应时间相同，试求该驾驶员的反应时间。【答案】At= 0.5s解析设汽车匀速行驶的速度大小为vo,在干燥路面上刹车时的加速度大小为a,驾驶员的反应时间为At,汽车行驶的距离为Xi ,1汽车在雨天刹车时仃驶的距离为X2,由题意可知，雨天刹车时汽车的加速度大小为2a在干燥路面上刹车时：刈="+2|在雨天刹车时:X2= voAt +v2两式联立并代入数据可解

7、得：At= 0.5s。5.在一次救援中，一辆汽车停在一倾角为37°的小山坡坡底，突然司机发现在距坡底48 m的山坡处一巨石以8 m/s的初速度加速滑下，巨石和山坡间的动摩擦因数为0.5,巨石到达坡底后速率不变，在水平面的运动可以近似看成加速度大小为2 m/s2的匀减速直线运动；司机发现险情后经过 2 s汽车才启动起来，并以0.5m/s2的加速度一直做匀加速线运动(如图所示)，求：(1)巨石到达坡底时间和速率分别是多少？(2)汽车司机能否安全脱险？巨石【答案】(1)ti = 4 s, vi= 16 m/s (2)无法脱险解析 (1)设巨石到达坡底时间为ti,速率为vi,则由牛顿第二定律

8、：mgsin 37 科mgos 37 = mai, x=voti + 2ait2, vi = vo+aiti代入数值得ti = 4 s, vi = i6 m/s(2)到达水平面后，开始计时为t2巨石减速： V2 = via2t2车加速：v车=2车。2+2)当车和巨石速度相等时：V2=V车，t2=6 S此时车的位移为 x车=0.5a车(t2+2)2= i6 m巨石的位移：v石=vit2 0.5a2t2= 60 m ,所以无法脱险。6.研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中 反应过程”所用时间)to= 0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以vo= 72 km/

9、h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L = 39 m。减速过程中汽车位移 s与速度v的关系曲线如图乙所示。此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g= i0 m/s2。求：x=x 乙一x 甲=2.5 m。(i)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。【答案】(i)8 m/s2 2.5 s (2)0.3 s (3)4i50,解析(i)设减速过程中汽车加速度的大小为a,所用时间为t,由题可得初速度 vo = 20 m/s,末速度vt=位移s= 25 m,由

10、运动学公式得 v0=2asvot=一 a联立式，代入数据得a = 8 m/s2t=2.5 s(2)设志愿者反应时间为t；反应时间的增加量为困，由运动学公式得 L=v0t'+您At=t' to联立式，代入数据得At= 0.3 s(3)设志愿者所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作用力的大小为F0,志愿者质量为 m,由牛顿第二定律得F= ma由平行四边形定则得 F0=F2+(mg)2联立式，代入数据得 且=工41。mg 57.交管部门强行推出了电子眼”，机动车擅自闯红灯的现象大幅度减少。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，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s。

11、当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s)o己知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车制动力为车重的0.5倍，g取10 m/s2。求：(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m,他采取上述措施能否避免闯红灯？(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离？ 【答案】(1)能 (2)皮=x乙一x甲=2.5 m解析(1)甲车紧急刹车的加速度为Ff0.4m1g2a1 = = 4 m/s2m1m1甲车停下所需时间：t1=V0 = 1&

12、#176; s=2.5 sa1422甲车滑行距离：x=r-=- m= 12.5 m 2a1 2 X4由于x= 12.5 m< 15 m,所以甲车能避免闯红灯。(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x。，在乙车刹车t2时间两车速度相等，乙车紧急刹车的加速度为a2=F_f2= 5 m/s2 m2速度相等：V0 a1(t0+12)= v0a2t2 解得 t2= 2.0 s1乙车发生的位移 x乙=V0t0 +v0t22a2t2= 15 m1甲车发生的位移 x甲=V0(t0+2a1(t0+ t2)2= 12.5 m为保证两车在紧急刹车过程中恰好不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持离8.货车A正在

13、公路上以20 m/s的速度匀速行驶，因疲劳驾驶司机注意力不集中，当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时，两车距离仅有 75 m。（1）若此时B车立即以2 m/s2的加速度启动，通过计算判断：如果 A车司机没有刹车，是否会撞上B车。若不相撞，求两车相距最近时的距离；若相撞，求出从 A车发现B车开始到撞上 B车的时间。（2）若A车司机发现B车，立即刹车（不计反应时间）做匀减速直线运动，加速度大小为 2 m/s2（两车均视为质 点）。为避免碰撞，在 A车刹车的同时，B车立即做匀加速直线运动 （不计反应时间），问：B车加速度至少多 大才能避免事故。（假设两车始终在同一条直线上运动 ）【答案】（1）会相撞；5 s （2）0.67 m/s2解析（1）当两车速度相等时，设经过的时间为t,此时有VA= VB对 B 车 vb= aBt联立可得t=10 sA车的位移 xa= vAt= 200 m1B 车的位移 xB=2aBt2= 100 m又Xb + x0=175 mXA,所以会撞上。1 一设经过时间t相撞，有VAt = X0+ 2aBt2代入数据解得t&#