【物理】物理直线运动练习全集及解析

1、【物理】物理直线运动练习全集及解析一、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f-占图象如图所示心取10m/s2,求：2 4 6 0 iO 12 14 J6(1)物体与水平面间的动摩擦因数(2)水平推力F的大小；(3) 14s内物体运动位移的大小.【答案】(1) 0.2; (2) 5.6N; (3) 56m。(1)由题意可知，由 v-t图像可知，物体在 46s内加速度:8 rQi = = = 2m/sz物体在46s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:ping - ma)联立解得：户0.2(2)由v-t图像可知：物体在

2、04s内加速度：Av 8= - = = O.Om/s2又由题意可知：物体在04s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:F -= ma代入数据得：F=5.6N(3)物体在014s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有:1=_ x U x 14m 56m2【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.如图所示，在沙堆表面放置一长方形木块A,其上面再放一个质量为 m的爆竹B,木块h,而木块所受的平均阻力 go求：的

3、质量为M.当爆竹爆炸时，因反冲作用使木块陷入沙中深度 为fo若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计，重力加速度(1)爆竹爆炸瞬间木块获得的速度；(2)爆竹能上升的最大高度。【答案】(1)2 f Mg h； M(2)f Mg Mh(1)对木块，由动能定理得:Mghfh解得：v(2)爆竹爆炸过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:Mvmv 0爆竹做竖直上抛运动，上升的最大高度:2v2g左/口f Mg Mh解得：H昙m g3.如图所示，一圆管放在水平地面上，长为L=0.5m,圆管的上表面离天花板距离h=2.5m,在圆管的正上方紧靠天花板放一颗小球, 向上大小为5m/s的初速度，g取10m/s.让小球由静

4、止释放，同时给圆管一竖直(1)求小球释放后经过多长时间与圆管相遇？(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管？如果不能，小球和圆管落地的时间差多大？如果能，小球穿过圆管的时间多长？【答案】(1) 0.5s (2) 0.1s【解析】试题分析：小球自由落体，圆管竖直上抛，以小球为参考系，则圆管相对小球向 上以5m/s做匀速直线运动；先根据位移时间关系公式求解圆管落地的时间；再根据位移 时间关系公式求解该时间内小球的位移(假设小球未落地)，比较即可；再以小球为参考 系，计算小球穿过圆管的时间.(1)以小球为参考系，则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动，故相遇时间为：t - 2皿 0.5sVo

5、5m/s1(2)圆管做竖直上抛运动，以向上为正，根据位移时间关系公式，有 x V0t gt2 带入数据，有0 5t 5t2,解得：t=1s或t=0 (舍去)；1c 1C假设小球未y&地，在 1s内小球的位移为x1 gt 10 1 5m , 22而开始时刻小球离地的高度只有3m,故在圆管落地前小球能穿过圆管；再以小球为参考系，则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动，故小球穿过圆管的时间t L -0m- 0.1s v0 5m /s4.如图所示，物体 A的质量 mA 1kg ,静止在光滑水平面上的平板车B ,质量为mB 0.5kg ,长为L 1m.某时刻 A以v0 4m/s向右的初速度滑上木板

6、B的上表面， 在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力F,忽略物体 A的大小，已知 A与B之间的动摩擦因素0.2 ,取重力加速度g 10m/s2 ,求：(1)若F 5N ,物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离.(2)如果要使 A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件.炒“【答案】(1) 0.5m (2) 1NK FW3N【解析】(1)物体A滑上木板B以后，作匀减速运动，有 mg=mA得aA= g=2m/s木板B作加速运动，有 F+w mg=M,代入数据解得：aB=14m/s2两者速度相同时，有 V0-aAt=a Bt,代入数据解得：t=0.25sA滑行距离：SA=vot-1 aAt

7、2=4x 0.25-1 x 2工=15m,221616B滑行距离： Sb= aBt2= x i4m=Z-m.221616最大距离： As=S-Sb= - =0.5m16 16(2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度 V1,则：222v0 v1V1L2aA2aB又 Vo V1V1aAaB代入数据可得：aB=6 (m/s2)由 F=m2aB-m1g=1N若FV 1N,则A滑到B的右端时，速度仍大于 B的速度，于是将从 B上滑落，所以F必须大于等于1N.当F较大时，在 A到达B的右端之前，就与 B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落.即有：F= (

8、m+m) a, (im1g=m1a所以：F=3N若F大于3N, A就会相对B向左滑下.综上：力F应满足的条件是：1N Fxa+x0,故两车会相撞.1 c设B刹车后经过时间tx两车相撞，则有 VAtx+x0= VBtx+金aBtx2,代入数据解得，tx=6 s或tx= 10 s（舍去）.8. “10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质.测定时，在平直跑道上，受试者以站 立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后，全力跑向正前方10米处的折返线，测试员同时开始计时.受试者到达折返线处时，用手触摸折返线处的物体（如木 箱），再转身跑向起点终点线，当胸部到达起点终点线的垂直面时，测试员停表，所

9、用时 间即为“ 10米折返跑”的成绩，设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达折返线处时需减速到零，加速度的大小为8m/S2.受试者在加速和减速阶段运动均可视为匀变速直线运动.问该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒？起点终点线折返线II.谢正二二二二I木箱，a110m【答案】6.25s【解析】【分析】 【详解】对受试者，由起点终点线向折返线运动的过程中 加速阶段有t1 vm 1sai1-s1vmt1 2m2减速阶段有vm t3 0.5s a21,S3-Vmt3 1m2匀速阶段有t2 上 1.75svm由折返线向起点终点线运动的过程中 加速阶段有t4 vm 1

10、sa11-s4vmt4 2m2匀速阶段有t5 5 2sVm故受试者10米折返跑的成绩为t t1 t2 t3 t4 t5 6.25s9.如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A、B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 aA=1m/

11、s2的加 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to=1s的反应时间后，立即 以aB=0.5m/s2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】(1) 8m/s2； (2) 2s,不会追尾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vA vBA车位移：Xa -Bt2B车位移：Xb VBtXa Xb L 由式代值解得：t=3.5s则A车与B车不相碰，刹车时的最小加速度大小:Va Vbt8 4m3.5282/s m

12、/ s7(2)设B车加速后经过ti秒两车同速，则:VAaA tit0VBaBti代值解得:t1 2sv,A、B车同速时，若 A车未追尾B车，则A车不会追尾B车，设两车同速时速度为 则：v Vb aBti 5m /s此过程中，A车位移：xA vAv t| t019.5m2vB vB 车位移：xB vBt0 11 13m2两车位移差：x xA xB 6.5m L故A车不会追尾B车.10.图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视

13、图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d,最大移动速度为i节，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为 d,不计门及门框的厚度。(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小； d(2)若人以火的速度沿图中虚线 S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动2的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为4的物体(厚度不计)，并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少？|图4图b图。I2nk=Tv = 一口。【答案】(1

14、) 社(2) l=d (3)3【解析】试题分析：(1)作出每扇门开启过程中的速度图象，根据图象求出加速度;d(2)人只要在门打开 讶的时间内到达门框处即可安全通过，由此求出设定的传感器水平感 7应距离；(3)为满足宽为4的物体通过门，根据题意分析门所做的运动，根据运动公式 求解。(1)依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示:V6设门全部开启所用的时间为由图可得由速度时间关系得:联立解得:(2)要使单扇门打开q 12”产需要的时间为人只要在t时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为 联立解得：(3)依题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，每扇门的运动to各经历两个阶段：开始以加速度 a运动51. 2的距离，速度达到v,所用