《高考物理直线运动解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析一.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理直线运动解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析一.docx（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、高考物理直线运动解题技巧( 超强 ) 及练习题 ( 含答案 ) 及解析 (1)一、高中物理精讲专题测试直线运动1 2022 年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一某滑道示意图如下，长直助滑道AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔接，滑道 BC 高 h=10 m ， C 是半径=20 m 圆弧的最低点，质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速R度 a=4.5 m/s 2，到达 B 点时速度 vB=30 m/s 取重力加速度 g=10 m/s 2（1）求长直助滑道AB的长度；L（2）求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小；（3）若不计 BC 段的阻力，画
2、出运动员经过C 点时的受力图，并求其所受支持力FN 的大小【答案】（ 1） 100m （ 2） 1800 N s （ 3） 3 900 N【解析】（1）已知 AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即v2v022aL可解得 : Lv2v02100m2 a（ 2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以ImvB01800N s（3）小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得：Nmgm vC2R从 B 运动到 C 由动能定理可知：mgh1 mv21 mv2CB22解得 ; N 3900N故本题答案是：（1） L100m （2） I1800N s （ 3） N 3900N点
3、睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小2 跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升机悬停在离地面224m 高时，运动员离开飞机作自由落体运动，运动了5s后，打开降落伞，展伞后运动员减速下降至地面，若运动员落地速度为 5m/s ，取 g10m / s2 ，求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间【答案】 a 12.5?m/s2； t3.6s【解析】运动员做自由落体运动的位移为h1 gt 2 11052 m 125m22打开降落伞时的速度为：v1gt105m / s50m / s匀减速下降过程有：v12v222a(Hh)将 v2=5
4、m/s 、H=224 m 代入上式，求得： a=12.5m/s 2减速运动的时间为：tv1v2505 s 3.6?sa12.53 重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量，准确地确定它的量值，无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。（1）如图所示是一种较精确测重力加速度g 值的方法：将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置，玻璃管足够长，小球竖直向上被弹出，在O 点与弹簧分离，然后返回。在O点正上方选取一点P，利用仪器精确测得OP 间的距离为H，从 O 点出发至返回O 点的时间间隔为T1，小球两次经过P 点的时间间隔为T2。（ i ）求重力加速度 g；（ ii ）若 O
5、 点距玻璃管底部的距离为 L0，求玻璃管最小长度。（ 2）在用单摆测量重力加速度 g 时，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比，哪个大？试定量比较。（3）精确的实验发现，在地球上不同的地方，g 的大小是不同的，下表列出了一些地点的重力加速度。请用你学过的知识解释，重力加速度为什么随纬度的增加而增大？8H2T1H ；（ 2）求出的重力加速度比实际值大；（3）【答案】（ 1） g22 ， L0T1T2T12T22解析见详解。【解析】【详解
6、】2（1）（ i）小球从 O 点上升到最大高度过程中： h11 gT1222小球从 P 点上升的最大高度：h21 gT222依据题意： h1h2H联立解得： g8HT12T22（ii ）真空管至少的长度： LL0h1故 L L0T12HT12T22（2）以 l 表示摆长， 表示摆线与竖直方向的夹角，m 表示摆球的质量，F 表示摆线对摆球的拉力， T 表示摆球作题图所示运动的周期，小球受力分析如图：则有 FsinmLsin（ 2）2 ， Fcos mgTLcos，而单摆的周期公式为2L，即使在单摆实验由以上式子得： T 2gTg中，摆角很小， 5，但 cos l，这表示对于同样的摆长L，摆球在水
7、平面内作圆周运动的周期 T 小于单摆运动的周期T，所以把较小的周期通过求出的重力加速度的数值将大于 g 的实际值。（3）地球是自转，地球表面的所有物体都随着地球共同做匀速圆周运动，万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，另一个分力为重力，在赤道附近,物体做匀速圆周运动的半径最大 ,赤道上的自转半径为地球半径R，所以重力最小,重力加速度就最小。随着纬度升高 ,自转半径减小,自转的向心力减小,万有引力的另一个分力G 增大；如图所示：故重力加速度随着维度的增加而增大。4 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
8、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】 (1) 6.9s(2) 40m【解析】（ 1）由图得，乙的加速度为：相遇时，对甲：x 甲 =v 甲 t对乙：由题意有： x 乙=x 甲 +50联立解得： t=2（+1） s6.9s（2）分析知，当两车速度相等时距离最短，即为：t =2s对甲： x 甲 =v甲 t =10 2m=20m对乙：两车相距的最短距离为：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40m。点睛：在追及问题中当两车速度相等时两者之间的距离
9、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。5 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 L1m 某时刻 A 以 v0 4m/s 向右的初速度滑上木板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【答案】（ 1） 0.5m（ 2）1NF3N【解析
10、】（ 1）物体 A 滑上木板B 以后，作匀减速运动，有mg=maA2得 aA=g=2m/s木板 B 作加速运动，有F+mg=Ma ，B代入数据解得：aB=14m/s 2两者速度相同时，有v0-aAt=a Bt，代入数据解得：t=0.25sA 01A 21115A 滑行距离： S =v t-2a t =4 0.25- 2m，2161612117B 滑行距离： SB=aBt =2 14 m=m21616最大距离： s=S15-7A-SB=0.5m1616（ 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：v02v12v122aAL2aB又：v0 v1 v
11、1aAaB代入数据可得：aB=6（ m/s2）由 F=m2aB-m1g=1N若 F 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=（ m+m） a， mg=m a11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：1NF3N点睛：牛顿定律和运动公式结合是解决力学问题的基本方法，这类问题的基础是分析物体的受力情况和运动情况，难点在于分析临界状态，挖掘隐含的临
12、界条件6 杭黄高铁是连接杭州市和黄山市的高速铁路。2018 年 12 月 25 日，正式开通运营，运行时的最大时速为 250 公里。杭黄高速列车在一次联调联试运行中由A 站开往 B 站， A、 B车站间的铁路为直线。技术人员乘此列车从A 车站出发，列车从启动匀加速到270km/h，用了 150s 时间，在匀速运动了 10 分钟后，列车匀减速运动，经过200 秒后刚好停在 B 车站. 求 :(1求此高速列车启动、减速时的加速度;)(2)求 A、 B 两站间的距离；【答案】 （1） 0.5m/s 2， -0.375m/s 2；（ 2） 58125m 【解析】【分析】分别确定高速列车启动、减速运动过
13、程的初速度、末速度和时间，由加速度定义式a求出加速度。【详解】(1) 由加速度的定义式av 有：tvt高速列车启动时的加速度为a1v270m0.5mt3.6150s2s2高速列车减速时的加速度为a2v0270m20.375 m2 ；t3.6200ss(2) 加速过程的位移为x11 a1t125626m2匀速过程的位移为x2vt245000 m减速过程的位移为x30v27500m2a2总位移为x x1 x2 x358125 m7 如图所示为一风洞实验装置示意图，一质量为1kg 的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角为 370.现小球在 F=20N 的竖直向上的风力作用下，从A 点静止出发向
14、上运动，已知杆与球间的动摩擦因数=0.5 .( sin37 o0.6 , cos37o0.8 ， g=10m/s2 )，求 :(1)小球运动的加速度a1 大小？(2)若F 作用3s 后小球到达B 点 ,此时使风力大小不变，方向立即改为水平向左.则从改变风力 F 开始计时，小球经多长时间将回到B 点？【答案】（1） 2m/s 2；（ 2） 0 54s【解析】（ 1）在风力 F 作用时有：（ F-mg） sin37 -（ F-mg） cos37 =ma1a1=2 m/s 2 方向沿杆向上（ 2） 3s 时小球速度 ： v=a1t 1=6m/s风力方向改为水平向左后,小球加速度为a2,沿杆方向： -
15、mgsin37 -F cos37 -N=ma2N+mg cos37 =F sin37解得： a2 =-24 m/s 2经过时间 t 2 到达最高点， t2=v=0.25sa2此处距 B 点的位移为： s= 0v t2 =0.75m2小球下滑时的加速度为a323，有： mgsin37 +Fcos37 -N=ma解得： a3 =18m/s212下滑到 B 点的时间为 t3 , 则 x=a3t 32解得： t33 s6所以 t=t 2+t3=0.54s8 甲、乙两辆车在相邻的两条平行直轨道上同向匀速行驶，甲车的速度为v1 16m/s ，乙车的速度为 v2l2m/s ，乙车在甲车的前面当两车相距L 6
16、m 时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以a1 2m/s 2 的加速度刹车，7s 后立即改做匀速运动：乙车刹车的加速度为 a2 lm/s 2求：（ 1）在哪些时刻两车速度相等？（ 2）两车有几次相遇？在哪些时刻两车相遇？【答案】 （1） 4s 和 8s（ 2） 3 次， 2s、6s、10s【解析】(1)设刹车后经过t 时间两车速度相等，则有： v1-a1t=v 2-a2t解得 ： t=4s6s 后甲车匀速 ，则速度 ：v= v1-a1t1=4m/s两车速度再次相等时，则有 ： v=v2-a2 t 解得 ： t =8s(2)在甲减速时 ，设经时间 t 相遇 ，甲和乙的位移分别为12x1、
17、x2，则有 :x1 =v1t- a1t21a2t 2x2=v2t-2又有 ： x12-x =L解得 ： t1=2s 或 t 2=6s甲车减速时间恰好为6s，即在甲车减速阶段 ，相遇两次 ，第一次 t1 =2s，第二次 t 2=6s第二次相遇时甲车的速度为： v111 2=v -a t =4m/s乙车的速度为 ： v22 2 2=v -a t =6m/s设再经 t甲追上乙 ，则有： v121 22t=v t- a (t)2代入数据解得 ： t=4s此时乙仍在做减速运动，此解成立 ，所以甲、乙两车第3 次相遇 ，相遇时刻为： t3=t2+ t=10s点睛：本题中涉及运动情境较为复杂，为比较麻烦的追
18、及相遇问题，要结合位移关系和速度关系并联系实际运动情境加以解决，难度较大9 第 21 届世界杯足球赛于 2018 年在俄罗斯境内举行，也是世界杯首次在东欧国家举行在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中某足球场长90 m 、宽 60 m，如图所示攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s 的匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s 2.试求：(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大？(2)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为初速度为0 ,加速度为
19、2 m/s2 的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8 m/s. 该前锋队员至少经过多长时间能追上足球？(3)若该前锋队员追上足球后，又将足球以10m/s 的速度沿边线向前踢出，足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2 的匀减速直线运动。与此同时，由于体力的原因，该前锋队员以6m/s 的速度做匀速直线运动向前追赶足球，通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。【答案】 (1) 36 m(2) 6.5 s（ 3）前锋队员不能在底线前追上足球【解析】【详解】（1）已知足球的初速度为v1 12 m/s ，加速度大小为a12 m/s 2 ，足球做匀减速运动的时间为运动位移为.（2）已知前锋队员的加速
20、度为a 22 m/s 2，最大速度为v28 m/s ，前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为 ，之后前锋队员做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移为x3v2(t1 t 2) 8 2 m 16 m.由于 x2 x3x1，故足球停止运动时，前锋队员还没有追上足球，然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球，由匀速运动公式得x1 (x2 x3 ) v2t3，代入数据解得 t 30.5 s.前锋队员追上足球所用的时间t t1 t3 6.5 s.（3）此时足球距底线的距离为：x4=45-x1=9m，速度为 v3 =10m s足球运动到停止的位移为：所以，足球运动到底线时没停由公式，足球运动
21、到底线的时间为：t 4=1 s前锋队员在这段时间内匀速运动的位移：x3=vt 4=6m9m所以前锋队员不能在底线前追上足球.【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的位移关系，结合运动学公式灵活求解由于是多过程问题，解答时需细心10 “ 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，所用时间即为“ 10 米折返跑”的成绩，设受试者起跑的加速度为4
22、m / 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？【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t1vm1sa1s11 vmt12m2减速阶段有t3vm0.5sa2s31vmt3 1m2匀速阶段有l(s1s3 )t2vm1.75s由折返线向起点终点线运动的过程中加速阶段有vmt41sa1s41vmt 4 2m2匀速阶段有ls42st5vm故受试者 10 米折返跑的成绩为tt1t 2t 3t4t56.25s