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1、高考物理直线运动解题技巧和训练方法及练习题( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试直线运动1 如图所示，质量M=8kg 的小车放在光滑水平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到 1.5m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为 0.2，小车足够长求：m=2kg（ 1）小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为多大？（ 2）经多长时间两者达到相同的速度？共同速度是多大？（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s 小物块通过的位移大小为多少？（取g=10m/s 2）【答案】（ 1） 2m/s 2， 0.5m/s 2（ 2） 1
2、s， 2m/s （ 3） 2.1m【解析】【分析】(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度；(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间，在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度；(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移，再求出小物块与小车一体运动时的位移即可【详解】(1) 根据牛顿第二定律可得小物块的加速度：m/s 2小车的加速度：m/s 2(2)令两则的速度相等所用时间为t，则有：解得达到共同速度的时间：t=1s共同速度为：m/s(3) 在开始 1s 内小物块的位移m此时其速度：m/s在接下来的0.5s 小物块与小车相对静止，一起做加速运动
3、且加速度：m/s 2这 0.5s 内的位移：m则小物块通过的总位移:m【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用，解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况，然后运用运动学公式求解同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解2 为确保行车安全，高速公路不同路段限速不同，若有一段直行连接弯道的路段，如图所示，直行路段AB 限速 120km /h，弯道处限速60km/h（1）一小车以 120km/ h 的速度在直行道行驶，要在弯道B 处减速至 60km/ h，已知该车制动的最大加速度为 2.5m/ s2，求减速过程需要的最短时间；（2）设驾驶员的操作反应时间与车辆的制动反应时间之和为2s（此时
4、间内车辆匀速运动），驾驶员能辨认限速指示牌的距离为x0=100m，求限速指示牌 P 离弯道 B 的最小距离【答案】（ 1） 3.3s（ 2） 125.6m【解析】【详解】（1） v0 120km / h120 m / s ， v60km / h60 m / s3.63.6根据速度公式 v=v0-at，加速度大小最大为2.5m/s 2解得： t=3.3s；（2）反应期间做匀速直线运动，x1=v0t 1=66.6m ；匀减速的位移： v2v022ax解得： x=159m则 x=159+66.6-100m=125.6m 应该在弯道前125.6m 距离处设置限速指示牌.32018 年 12 月 8 日
5、 2 时 23 分，嫦娥四号探测器成功发射，开启了人类登陆月球背面的探月新征程，距离 2020 年实现载人登月更近一步，若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人，而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验：在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落，测出下落高度h20m时，下落的时间正好为t 5s ，则：（ 1）月球表面的重力加速度 g月 为多大？（ 2）小球下落过程中，最初 2s 内和最后 2s 内的位移之比为多大？【答案】 1.6 m/s 21:4【解析】【详解】（ 1）由 h 1 g 月 t 2 得： 20 1222g 月 5解得： g 月 1.6m/ s2（2）小球下落
6、过程中的 5s 内，每 1s 内的位移之比为 1:3:5:7:9 ，则最初 2s 内和最后 2s 内的位移之比为：（ 1+3）：（ 7+9） =1:4.4 如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用一架质量m=1 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=16 N，无人机上升过程中最大速度为6m/s 若无人机从地面以最大升力竖直起飞，打到最大速度所用时间为 3s，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变（g 取 10 m s） 2求：(1)无人机以最大升力起飞的加速度；(2)无人机在竖直上升过程中所受阻力Ff 的大小；(3)无人机从地面起飞竖直上
7、升至离地面h=30m 的高空所需的最短时间【答案】（ 1） 2m / s2 （ 2） f 4 N（ 3） 6.5s【解析】（1）根据题意可得 av6m / s02m / s2t3s（2）由牛顿第二定律F fmgma 得 f 4N（3）竖直向上加速阶段x11 at12 ， x19m2h x13.5s匀速阶段 t2v故 tt1t26.5s5 如图所示， A、 B间相距 L 6.25 m 的水平传送带在电机带动下始终以v 3 m/s 的速度向左匀速运动，传送带B 端正上方固定一挡板，挡板与传送带无限接近但未接触，传送带所在空间有水平向右的匀强电场，场强6E 110 N/C 现将一质量 m 2 kg、
8、电荷量 5q1 10 C 的带正电绝缘小滑块轻放在传送带上A 端若滑块每次与挡板碰后都以原速率反方向弹回，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.3，且滑块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s 2.求：(1)滑块放上传送带后瞬间的加速度a；(2)滑块第一次反弹后能到达的距B 端最远的距离；(3)滑块做稳定的周期性运动后，电机相对于空载时增加的机械功率【答案】 (1)a 2 m/s 2方向水平向右(2)xm 3.25 m(3)P 18 W【解析】试题分析：（ l）滑块放上传送带后瞬间，受力如答图2 所示由牛顿第二定律有 qE-mg=ma代入数据解得 a=2m/s 2方向水平向右（2）设滑
9、块第一次到达B 点时速度为 v1由运动学规律有 v12 =2aL代入数据解得 v1=5m/s因 v1 v，故滑块与挡板碰后将向左做匀减速直线运动，其加速度方向向右，大小设为1a由牛顿第二定律有 qE+mg=ma1代入数据得 a1=8 m/s 2设滑块与档板碰后至速度减为v 经历的时间为t 1，发生的位移为 x1由运动学规律有 v=v1-a1t1， x12=v1t 1- a1t1代入数据得 t 1=025s，x1=1m此后摩擦力反向（水平向左），加速度大小又变为a滑块继续向左减速直到速度为零，设这段过程发生的位移为x2由运动学规律有x2=代入数据得x2=2 25m当速度为零时，滑块离B 最远，最
10、远距离xm=x1+x2代入数据解得，xm=3 25m（3）分析可知滑块逐次回到B 点的速度将递减,但只要回到B 点的速度大于v滑块反弹后总要经历两个减速过程直至速度为零，因此滑块再次向B 点返回时发生的位移不会小于 x2，回到 B 点的速度不会小于v=3m/s所以，只有当滑块回到B 点的速度减小到v=3m/s 后 ,才会做稳定的周期性往返运动在周期性往返运动过程中，滑块给传送带施加的摩擦力方向始终向右所以，滑块做稳定的周期性运动后，电机相对于空载时增加的功率为P=mgv代人数据解得P=18w考点：带电粒子在电场中的运动、牛顿第二定律、匀变速运动、功率6（ 8 分）一个质量为 1500 kg 行
11、星探测器从某行星表面竖直升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后 8 s 末，发动机突然间发生故障而关闭；如图所示为探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象；已知该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化；求：（ 1）探测器在行星表面上升达到的最大高度；（ 2）探测器落回出发点时的速度；（ 3）探测器发动机正常工作时的推力。【答案】（ 1） 768 m；（ 2）（3）【解析】试题分析：（1） 0 24 s 内一直处于上升阶段，H=2464 m=768m（2） 8s 末发动机关闭，此后探测器只受重力作用，g=m/s 2=4 m/s 2探测器返回地面过程有得（3）上升阶段加速度：a=8m/s 2由
12、得，考点： v-t 图线；牛顿第二定律.7 我国 ETC（不停车电子收费系统）已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间，假设一辆家庭轿车以 20m/s 的速度匀速行驶，接近人工收费站时，轿车开始减速，至收费站窗口恰好停止，再用 10s 时间完成交费，然后再加速至 20m/s 继续行驶若进入ETC通道轿车从某位置开始减速至 10m/s 后，再以此速度匀速行驶 20m即可完成交费，然后再加速至20m/s 继续行驶两种情况下，轿车加速和减速时的加速度大小均为2.5m/s 2求：（l ）轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至20m/s 的过程中通过的路程和所用的时间；（ 2）两种情况相比较，轿
13、车通过 ETC交费通道所节省的时间【答案】 （1） 160m， 26s；（ 2） 15s；【解析】（1）轿车匀减速至停止过程0v022ax1x180m ， 0v0at1t18s ；车匀加速和匀减速通过的路程相等，故通过人工收费通道路程x 2x1 160m ；所用时间为 t 2t1 10 26s ；（2）通过 ETC通道时，速度由20m/s 减至 10m/s 所需时间 t2，通过的路程x2v1v0at2解得 ： t24sv12v022ax2解得 ： x26m车以 10m/s 匀速行驶 20m 所用时间 t 3=2s，加速到 20m/s 所用的时间为t4=t2=4s，路程也为x4=60m；车以 2
14、0m/s 匀速行驶的路程x5 和所需时间 t 5： x5xx2x42020m； t5x51sv0故通过 ETC的节省的时间为 ：t tt2 t3t4t515s；点睛：解决本题的关键理清汽车在两种通道下的运动规律，搞清两种情况下的时间关系及位移关系，结合匀变速直线运动的位移公式和时间公式进行求解8比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m ，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间 t1=0.2s，重力加速度 g 取 10m/s 2，不计空气阻力（ 1）求斜塔离地面的总高度 h；（ 2）求小球从塔顶落到地面过程中的平均速
15、度【答案】（ 1）求斜塔离地面的总高度h 为 61.25m；（ 2）小球从塔顶落到地面过程中的平均速度为 17.5m/s 【解析】试题分析：（ 1）设小球到达第一层时的速度为v1，则有 h1= v1t 1+代入数据得v1= 33m/s ，塔顶离第一层的高度h2=54.45m所以塔的总高度h= h1+ h2= 61.25m（2）小球从塔顶落到地面的总时间t=3.5s，平均速度= =17.5m/s考点：自由落体运动规律9 一架质量为 40000kg 的客机在着陆前的速度为 540km/h ，着陆过程中可视为匀变速直线运动，其加速度大小为 10m/s 2，求：(1)客机从着陆开始滑行经多长时间后静止
16、；(2)客机从着陆开始经过的位移；(3)客机所受的合外力。【答案】 (1) t =15s (2)x=1125m (3) F=4105 N【解析】（ 1） 540km/h=150m/s ，飞机减速至静止所用的时间t v0 150s15sa10（2）则客机从着陆开始经过的位移x0v0t150151125m2 2（ 3）客机受到的合力： F=ma=4000010N=410 5 N点睛：本题考查了运动学中的“刹车问题”以及牛顿第二定律的应用，是道易错题，注意客机速度减为零后不再运动10 汽车智能减速系统是在汽车高速行驶时，能够侦测到前方静止的障碍物并自动减速的安全系统如图所示，装有智能减速系统的汽车车
17、头安装有超声波发射和接收装置，在某次测试中，汽车正对一静止的障碍物匀速行驶，当汽车车头与障碍物之间的距离为360m时，汽车智能减速系统开始使汽车做匀减速运动，同时汽车向障碍物发射一个超声波脉冲信号当汽车接收到反射回来的超声波脉冲信号时，汽车速度大小恰好为10m / s ，此时汽车车头与障碍物之间的距离为320m超声波的传播速度为340m / s求：(1)汽车从发射到接收到反射回来的超声波脉冲信号之间的时间间隔；(2)汽车做匀减速运动的加速度大小；(3)超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小【答案】 (1) 2s (2)a10m / s2 (3) v车 =19.4m/s【解析】【分析】【详解】(1) 车在 A 点向障碍物发射一个超声波脉冲信号，在号，此过程经历的时间：B 点接收到反射回来的超声波脉冲信tx1x2 =2 s；v声(2) 汽车从 A 运动到 B 的过程中，满足：vBvAatxx2v t1 at 21A2解得：vA30m/sa 10m/s2 ；(3) 超声波脉冲信号从发射到到达障碍物经历的时间：x118tsv声17超声波脉冲信号到达障碍物时，汽车的速度大小：v车 =vAat19.4m/s