高中物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

1、高中物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)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)水平推力F的大小；14s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 46s内加速度:Av 8口 1 = - = 2m/s2物体在46s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：mg =联立解得：户0.2(2)由v-t图像可知：物体在 04s内加速度：Av 8又由题意可知：物体

2、在04s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:F - 口 mg = m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:IIx = _ x 9 x 14m = 56m【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.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,木块的质量为M.当爆竹爆炸时，因反冲作用使木块陷入沙中深度h,而木块所受的平均阻力为f。若爆竹的火

3、药质量以及空气阻力可忽略不计，重力加速度go求：(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。【解析】【答案】(1)2 f Mg hM(2)f Mg Mh2m g12(1)对木块，由动能定理得：Mgh fh 0 - Mv2,解得：v2 f Mg h二；， M(2)爆竹爆炸过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:Mvmv2爆竹做竖直上抛运动，上升的最大高度:H 2g左/口f Mg Mh解得：H昙m g.为提高通行效率，许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统ETC甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC股离高速公路，流程如图所示.假设减速带离收 费岛口 x=60m,收

4、费岛总长度d=40m,两辆汽车同时以相同的速度vi=72km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动.甲车减速至V2=36km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过to=15s的时间缴费成功，人工栏打开放行.随后两辆汽车匀加速到速度vi后沿直线匀速行驶，设加速和减速过程中的加速度大小相等，求：x=60m甲乙行驶方向 减速带d-40m：ETC通道：:国在：通道：收费岛心线(i)此次人工收费通道和 ETC通道打开栏杆放彳T的时间差t ;(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离【答案】(1)17s； (2)400m【解析】V172 k

5、m/s=20m/s , v0 18 km/s=5m/sv236 km/s=10m/s ,(1)两车减速运动的加速度大小为a2Vi2（x 2）202402 （60 万）2.5m/s2,甲车减速到V2,所用时间为,V1V0tia20 102.54 s,走过的距离为xiJv2ti220 102甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为t2（x dXi）甲车从减速到栏杆打开的总时间为tit2乙车减速行驶到收费岛中心线的时间为t3V1aV2202.56s从减速到打开栏杆的总时间为t乙t0t3158 23 s人工收费通道和 ETC通道打开栏杆放行的时间差406021060一 2st t乙 t 甲 23 6 17

6、s；(2)乙车从收费岛中心线开始出发又经t3 8s加速到Vi 20m/s,与甲车达到共同速度，此时两车相距最远.这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等x乙 x d 6024080 m, 2从收费岛中心线开始，甲车先从Vo10 m/s加速至Vi20 m/s ,这个时间为ti4 s然后匀速行驶x甲x1 V1ti60 20 817 4480 m故两车相距的最远距离为xx 乙 480 80 400 m.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

7、，经过距离A点s=20m处的P点时，运动员的速度为vi=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/s2,计算结果均保留两位有效数字.求图甲图乙(1)A至ij 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) a 4.9m/s (2)E 1.0 104J W 2.9 104J 【解析】【详解

8、】 v1 50.4km/h14m/s由 v； 2as2解得：a 4.9m/s2s TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark49 o Current Document (2)v2 90km/h 25m/s, v3 126km/h35m/s2由能重关系： E mgh 3 mv3E 10290J1.0 104J(按 g 取 10m/s2算，e 11250J1.1 104J) HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 一1212(3)由动能定理：mgh W - mv3 - mv2 HYPERLINK l bookmark66 o C

9、urrent Document 2解得：W 29040J 2.9 104J(按 g 取 10m/s2算，w 30000J 3.0 104JMN的半径为C上，B与小车的接触A滑至轨道最右端P点后5.如图所示，一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上，光滑圆弧 R=3.2m,水平部分 NP长L=3.5m,物体B静止在足够长的平板小车 面光滑，小车的左端紧贴平台的右端.从M点由静止释放的物体再滑上小车，物体 A滑上小车后若与物体 B相碰必粘在一起，它们间无竖直作用力.A与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.物体A、B和小车C的质量均为1kg,取g=10m/

10、s2.求(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小？(2)物体A在NP上运动的时间？(3)物体A最终离小车左端的距离为多少？【答案】物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小为30N ；(2)物体A在NP上运动的时间为0.5s(3)物体A最终离小车左端的距离为 33m16【解析】试题分析：(1)物体A由M到N过程中，由动能定理得：mAgR=mAVN2在N点，由牛顿定律得 FN-mAg=mA联立解得FN=3mAg=30N由牛顿第三定律得，物体 A进入轨道前瞬间对轨道压力大小为：Fn =3Ag=30N(2)物体A在平台上运动过程中(imAg=mAa2L-vNtat代入数据解得t=0.5s t=3.5s(

11、不合题意，舍去)(3)物体A刚滑上小车时速度 V1= vN-at=6m/s从物体A滑上小车到相对小车静止过程中，小车、物体A组成系统动量守恒，而物体 B保持静止(mA+ mc)v2= mAV1小车最终速度V2=3m/s此过程中A相对小车的位移为 L1,则 TOC o 1-5 h z 2129 mgL1 mv1 一 2mv2 解得：Li= m HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 24物体A与小车匀速运动直到 A碰到物体B, A, B相互作用的过程中动量守恒：(mA+ mB)v3= mAv2此后A, B组成的系统与小车发生相互作用，动量守恒，且达到共

12、同速度V4(mA+ mB)v3+mCV2= (m A+mB+mC) v4此过程中A相对小车的位移大小为L2,则_.1 _212123 一mgL2 mv2 2mv3 3mv4 解得：匕=一m2221633物体A最终离小车左端的距离为x=L1-L2=-m16考点：牛顿第二定律；动量守恒定律；能量守恒定律.甲、乙两车在某高速公路上沿直线同向而行，它们的v-t图象如图所示，若t=0时刻两车相距50m,求:(1)若t=0时，甲车在乙车前方，两车相遇的时间；(2)若t=0时，乙车在甲车前方，两车相距的最短距离。【答案】 6.9s (2) 40m【解析】(1)由图得，乙的加速度为:相遇时，对甲：x甲=丫甲1

13、对乙:由题意有：x乙=x甲+50联立解得：t=2 (%5+1)s=6.9s(2)分析知，当两车速度相等时距离最短，即为： t =2s对甲:对乙:x 甲=vt =10 x 2m=20m两车相距的最短距离为:巧=H1+ 5。K甲二10 + 50 20 = 40图答：(1)若t=0时，甲车在乙车前方，两车相遇的时间是6.9s；(2)若t=0时，乙车在甲车前方，两车相距的最短距离是40mo点睛：在追及问题中当两车速度相等时两者之间的距离有最值，解此类题要根据速度之间 的关系以及位移之间的关系求解即可。.伽利略在研究自出落体运动时，猜想自由落体的速度是均匀变化的，他考虑了速度的两种变化：一种是速度随时间

14、均匀变化，另一种是速度随位移均匀变化。现在我们已经知道自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短，且固定不变。为估测“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某科墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子在 A点正上方1.8m的高度自由下落.每块砖的平均厚度为 6.0cm.(不计空 气阻力，g取10m/s2)a.计算石子到达A点的速度大小vA ；b.估算这架照相机的曝光时间 (结果保留一位有效数字。【答案】6m/s, 0.02s ;【解析】【详解】a、由自由落体可知，设从 O点静止下落：hoA=1

15、.8m0.6sb、由图中可知hAB距离近似为两块砖厚度方法一：hAB=12cm=0.12mhoB=hoA+hAB=i.92cmhoA-gtB2tB=0.62s曝光时间 Zt=tB-tA=0.02S方法二、由于曝光时间极短，可看成匀速直线运动hAB 0.12t=s 0.02sVa6.如图甲所示，长为 4m的水平轨道 AB与半径为R=0. 6m的竖直半圆弧轨道 BC在B处 相连接，有一质量为 1kg的滑块(大小不计)，从 A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化关系如图乙所示，滑块与AB间动摩擦因数为0. 25,与BC间的动摩擦因数未知，取 g =l0m/s2.求：图乙(1)滑块到达

16、B处时的速度大小;（2）滑块在水平轨道 AB上运动前2m过程中所需的时间；C,（3）若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点 则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少.【答案】（1） 2Mm/s （2）s (3) 5J 35【解析】试题分析：（1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得F1X1 F3X3 n mgx= m mvB2 得 vb= 2 /Tq m/s .(2)在前2 m内，由牛顿第二定律得1, 2Fi mg ma 且 xi = ati解得ti =8 s.352（3）当滑块恰好能到达最高点C时，有mg=mvCR对滑块从B到C的过程，由动能定理得Wmg* 2

17、FR= - mvc2 mvB222代入数值得W=-5J即克服摩擦力做的功为 5 J.考点：动能定理；牛顿第二定律.一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了 12秒，驶过了 180m。之后匀速行驶了 105m, 求： 汽车开始加速时的速度是多少?汽车的末速度是多少？ 简要画出全过程的 v-t图像（注：标出关键点坐标即可）【答案】（1） 9m/s（2）21m/sxvot I at22可以得到x 1 ,180 1 ,v0 at - 1 12 m/s 9m/s;t 212 2(2)由速度与时间关系可以得到：v v0 at 9m/ s 1 12m/ s 21m/s；(3)根据题意可以知道，匀速运动的时间为：t1 x1 105s 5s,如图所示:v 21点睛：本题关键是明确汽车的运动性质，然后根据运动学公式直接列式求解。.学校开展自制玩具汽车速度赛，比赛分为30 m和50 m两项，比赛在水平操场举行，所有参赛车从同一起跑线同时启动，按到达终点的先后顺序排定名次。某同学有两辆玩具 车，甲车可在启动居立即以额定功率加速运动；乙车启动后可保持2 m/s2的加速度做匀加速运动直到其速度达 15m/s o两车进行模拟测试时发现，同时从起跑线启动后，经 6s两车 到达同一位置。试通过计算、分析判