1、【物理】物理试卷物理直线运动题分类汇编及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 撑杆跳高是奥运会是一个重要的比赛项目撑杆跳高整个过程可以简化为三个阶段：助跑、上升、下落；而运动员可以简化成质点来处理某著名运动员，在助跑过程中，从静止开始以加速度2 m/s2 做匀加速直线运动，速度达到10 m/s 时撑杆起跳；达到最高点后，下落过程可以认为是自由落体运动，重心下落高度为6.05 m；然后落在软垫上软垫到速度为零用时 0.8 s运动员质量m=75 kg， g 取 10 m/s 2求：（ 1）运动员起跳前的助跑距离；（ 2）自由落体运动下落时间，以及运动员与软垫接触时的速度；（ 3）假设运动员从接触
2、软垫到速度为零做匀减速直线运动，求运动员在这个过程中，软垫受到的压力【答案】（ 1）运动员起跳前的助跑距离为25m ；（ 2）自由落体运动下落时间为1.1S，以及运动员与软垫接触时的速度为11m/s ；（ 3）运动员在这个过程中，软垫受到的压力为31.8 10N【解析】【详解】（1）根据速度位移公式得，助跑距离：x= v2= 102=25m2a22（2）设自由落体时间为t1，自由落体运动的位移为h： h=1 gt 2代入数据得： t=1.1s2刚要接触垫的速度v，则： v2=2gh，得 v=2gh = 2106.05 =11m/s（3）设软垫对人的力为F，由动量定理得：（mg-F） t=0-m
3、v3代入数据得： F=1.8 10N由牛顿第三定律得对软垫的力为31.8 10N2 一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s分析照片得到的数据，发现质点在第1 次、第 2 次闪光的时间间隔内移到了 2m；在第 3 次、第 4 次闪光的时间间隔内移动了8m，由此可以求得（）A第 1 次闪光时质点的速度B质点运动的加速度C质点运动的初速度D从第 2 次闪光到第3 次闪光这段时间内质点的位移【答案】 ABD【解析】试题分析：根据得；，故 B不符合题意；设第一次曝光时的速度为v，得：题意；由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间，故无法知道初速度，故设
4、第一次到第二次位移为；第三次到第四次闪光为，则有：；则；而第二次闪光到第三次闪光的位移，故 A 不符合C 符合题意；，故 D 不符合题意考点：考查了匀变速直线运动规律的综合应用，要注意任意一段匀变速直线运动中，只有知道至少三个量才能求出另外的两个量，即知三求二3 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，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯开始闪烁，已知绿灯闪烁3 秒后将转为红灯请问：（1）若甲车在绿灯开始闪烁时刹车，要使车在绿灯闪烁的3 秒时间内停下来且刹车距离不得大于18m，则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少？（ 2）若甲、乙车均以 v0=15m/s 的速度驶向
5、路口，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车（乙车司机的反应时间 t2=0.4s，反应时间内视为匀速运动）已知甲车、乙车紧急刹车时的加速度大小分别为 a1=5m/s 2、 a2=6m/s 2 若甲车司机看到绿灯开始闪烁时车头距停车线L=30m，要避免闯红灯，他的反应时间t 1 不能超过多少？为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车刹车前之间的距离s0 至少多大？【答案】 (1)（ 2）【解析】（ 1）设在满足条件的情况下，甲车的最大行驶速度为v1 根据平均速度与位移关系得：所以有： v1=12m/s（2）对甲车有v0 t 1+ L代入数据得：t1=0.5s当甲、乙两车速度相等时，设乙车减速运动的
6、时间为v0-a 2 t=v 0-a 1（t+ t2）t ，即：解得：t=2s则v=v0-a 2t=3m/s此时，甲车的位移为：乙车的位移为： s2 v0 t 2+ 24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为：s0=s2-s 1=2.4m点睛：解决追及相遇问题关键在于明确两个物体的相互关系；重点在于分析两物体在相等时间内能否到达相同的空间位置及临界条件的分析；必要时可先画出速度- 时间图象进行分析4 如图甲所示，质量m=8kg 的物体在水平面上向右做直线运动。过a 点时给物体作用一个水平向右的恒力F 并开始计时，在4s 末撤去水平力F 选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所
7、得v t 图象如图乙所示。（取重力加速度为10m/s 2）求：（1） 8s 末物体离 a 点的距离（2）撤去 F 后物体的加速度（3）力 F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数。【答案】 （1） 48m 。（ 2） 2m/s 2。（ 3） 16N， 0.2。【解析】【详解】（1） 8s 末物体离 a 点的距离等于梯形的面积大小，为：S=4 8 8m =48m2v 082。（2）撤去 F 后物体的加速度为： a= 2m/st 8 4（ 3）撤去 F 后，根据牛顿第二定律得： f=ma=8 （ 2） N=16N，负号表示加速度方向与速度方向相反。撤去F 前物体匀速运动，则有：F=|f|=16Nf1
8、6物体与水平面间的动摩擦因数为：=0.2。mg80【点睛】本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因数；再根据受力情况确定加速度并根据运动学公式得到物体的运动规律。5 某运动员助跑阶段可看成先匀加速后匀速运动某运动员先以4.5m/s 2 的加速度跑了5s接着匀速跑了1s然后起跳求：（1）运动员起跳的速度？（2）运动员助跑的距离？【答案】 （1） 22.5m/s （2） 78.75m【解析】 （1）由题意知，运动员起跳时的速度就是运动员加速运动的末速度，根据速度时间关系知，运动员加速运动的末速度为：即运动员起跳时的速度为22.5m/s ；（ 2）根据位移时间关系知，运动员加速
9、运动的距离为：运动员匀速跑的距离为：所以运动员助跑的距离为：综上所述本题答案是:（1）运动员将要起跳时的速度为22.5m/s ；（2）运动员助跑的距离是78.75m6美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了 “微重力学生飞行机会计划 ”，飞行员将飞艇开到6000m 的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04 倍，这样，可以获得持续25s 之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验紧接着飞艇又做匀减速运动，若飞艇离地面的高度不得低于500m重力加速度g 取10m/s 2 ，试计算：（ 1）飞艇在 25s 内所下落
10、的高度；（ 2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其重力的多少倍【答案】（ 1）飞艇在 25s 内所下落的高度为 3000m ；（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其重力的2.152 倍【解析】：(1) 设飞艇在 25 s 内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得mg F 阻 ma 1，解得： a1 9.6 m/s 2.飞艇在25 s 内下落的高度为1123000 m.h a t(2)25 s 后飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度v 为va1t 240 m/s.减速运动下落的最大高度为h2 (6000 3000 500)m 2500 m.减速运动飞艇的加
11、速度大小a2 至少为a2 11.52 m/s2 .设座位对大学生的支持力为N，则Nmg ma2，Nm(g a2) 2.152mg根据牛顿第三定律，N N即大学生对座位压力是其重力的2.152 倍7（ 8 分）一个质量为 1500 kg 行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
12、）（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由得，考点： v-t 图线；牛顿第二定律.8.某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征， 使用质量 m=0.05kg 的流线型人形模型进行模拟实验实验时让模型从 h=0.8m 高处自由下落进入水中假设模型入水后受到大小恒为 Ff=0.3N 的阻力和 F=1.0N 的恒定浮力，模型的位移大小远大于模型长度，忽略模型在空气中运动时的阻力，试求模型（ 1）落到水面
13、时速度 v 的大小；（ 2）在水中能到达的最大深度H；（ 3）从开始下落到返回水面所需时间t【答案】 （1） 4m/s （2） 0.5m （3） 1.15s【解析】【分析】【详解】（1）模型人入水时的速度记为v，自由下落的阶段加速度记为a1，则 a1=g；v2=2a1h解得 v=4m/s ；（2）模型人入水后向下运动时，设向下为正，其加速度记为a2，则： mg-Ff-F=ma2解得 a2=-16m/s 2所以最大深度： H0 v20.5m2a2（3）自由落体阶段：v0.4st 1g在水中下降 t20va20.25 s在水中上升： F-mg-Ff =ma3解得 a3=4.0m/s 2所以： t3
14、2H0.5sa3总时间： t=t 1+t2+t3=1.15s9 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 6m 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 ：
15、 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、 x2，则有 :x1 =v1t- a1t222122x =v t-2a t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： v11 1 2=v -a t =4m/s乙车的速度为 ： v2=v2-a2t 2=6m/s设再经 t甲追上乙，则有： v121
16、t=v2t- a2(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10 甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距s=6m，从此刻开始计时，乙车做初速度大小为12m/s 加速度大小为1m/s2 的匀减速直线运动，甲车运动的s-t 图象如图所示 (0-6s 是开口向下的抛物线一部分，6-12s 是直线，两部分平滑相连)，求： (1)甲车在开始计时时刻的速度v0 和
17、加速度 a(2)以后的运动过程中，两车何时相遇？【答案】 (1)16m/s2m/s 2 (2) 2s 6s10s 相遇三次【解析】【详解】（1）因开始阶段s-t 图像的斜率逐渐减小，可知甲车做匀减速运动；由s = v0 t -1 at2，由2图像可知： t=6s 时， s=60m ，则 60=6v0-1a366s末的速度 v680604m/s；2 ；11m/s6则由 v6=v0- at 可得 4=v0 -6a；联立解得 v0=16m/s； a=2m/s2（2）若甲车在减速阶段相遇，则：v0甲t - 1 a甲t 2sv0乙t - 1 a乙t 2 ，带入数据解得：22t =2s； t =6s；则 t =2s 时甲超过乙相遇一次，t =6s 时刻乙超过甲第二次相遇；因以后甲以1212速度 v 甲=4m/s 做匀速运动，乙此时以v 乙=12-61=6m/s 的初速度做减速运动，则相遇时满足： v甲tv乙 t -1a乙t 2 解得 t=4s，即在10s 时刻两车第三次相遇 .2
