1、高考物理直线运动专项练习及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程 ”所用时间） t 0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0 =72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m减速过程中汽车位移s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动取重力加速度的大小 g=10m/s2 求：（ 1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；（ 2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；（ 3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值【答案】（
2、1） 8m / s2 ， 2.5s；（ 2） 0.3s ；（ 3） F041mg5【解析】【分析】【详解】（1）设减速过程中，汽车加速度的大小为a，运动时间为t，由题可知初速度v020m / s ，末速度 vt0 ，位移 f ( x)2x21 1由运动学公式得：v022as tv02.5s a由 式代入数据得a8m / s2 t2.5s（2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ，由运动学公式得Lv0ts ttt0 联立 式代入数据得t 0.3s （ 3）设志愿者力所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0 ，志愿者的质量为 m，由牛顿第二定律得Fma 由平行四边形定则得F 2F 2(
3、 mg) 2 0联立 式，代入数据得F041mg52 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】 a12.5?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 m/s 、H=224 m 代入上式，求得：a=12.5m/s
4、2减速运动的时间为：tv1v2505as 3.6?s12.53 如图所示，一木箱静止在长平板车上，某时刻平板车以a = 2. 5m/ s2 的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v = 9m/s 时改做匀速直线运动，己知木箱与平板车之间的动摩擦因数= 0.22 5，箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等（g 取10m/s 2）。求：（ 1）车在加速过程中木箱运动的加速度的大小（ 2）木箱做加速运动的时间和位移的大小（ 3）要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车右端的最小距离。【答案】（ 1）（ 2） 4s； 18m（ 3） 1.8m【解析】试题分析：（1）设木箱的最大加
5、速度为，根据牛顿第二定律解得则木箱与平板车存在相对运动，所以车在加速过程中木箱的加速度为（2）设木箱的加速时间为，加速位移为。（3）设平板车做匀加速直线运动的时间为，则达共同速度平板车的位移为则要使木箱不从平板车上滑落，木箱距平板车末端的最小距离满足考点：牛顿第二定律的综合应用.4 高速公路上行驶的车辆速度很大，雾天易出现车辆连续相撞的事故。某天清晨，一辆正以 20m/s 速度行驶的汽车司机突然发现前方发生交通事故，便立即刹车，若该司机反应时间为 0.6 s，在反应时间内车速不变，若该汽车刹车后的加速度大小为5 m/s 2，从司机发现情况到汽车静止这个过程中，求：（ 1）该汽车运动的时间；（
6、2）该汽车前进的距离。【答案】 （1）（2 ）【解析】【详解】(1) 由速度公式即解得：所以汽车运动的时间为：；(2) 汽车匀速运动的位移为：汽车匀减速的位移为：所以汽车前进的距离为：。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
7、）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】（ 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=0.25s11115A 滑行距离： SA=v0t-aAt2=4 0.25- 2m，221616B1B2 117B 滑行距离： S =2a t = 14 m=m21616最大距离： s=SAB157-S =-=0.5m1616（ 2）物体 A 不滑落的临界条件是
8、A 到达 B 的右端时， A、 B 具有共同的速度v1，则：v02v12v12L2aA2aB又：v0 v1 v1aAaB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， m1g=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： 1NF3N点睛：牛顿定律和运动公式结
9、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，挖掘隐含的临界条件6 小球从离地面80m 处自由下落，重力加速度g=10m/s 2。问：(1)小球运动的时间。(2)小球落地时速度的大小v 是多少？【答案】 (1)4s ； (2)40m/s【解析】【分析】自由落体运动是初速度为零、加速度为 g 的匀加速直线运动，由位移公式求解时间，用速度公式求解落地速度 。【详解】解：（ 1）由得小球运动的时间：落地速度为：7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，
10、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
11、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8 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
12、小球在 F=20N 的竖直向上的风力作用下，从A 点静止出发向上运动，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力 F 开始计时，小球经多长时间将回到B 点？.则从改变风【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
13、=6m/s风力方向改为水平向左后,小球加速度为a2,沿杆方向： -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a3，有： mgsin37 +Fcos37 -N2=ma3解得： a3 =18m/s2下滑到 B 点的时间为12t3 , 则 x=a3t 32解得： t33 s6所以 t=t 2+t3=0.54s9 两辆玩具小车在同一水平轨道上运动，在t=0 时刻，甲车在乙车前面S0=4m 的地方
14、以速度 v0 =2m/s 匀速行驶，此时乙车立即从静止开始做加速度a=1m/s2 匀加速直线运动去追甲车，但乙车达到速度vm =3m/ s 后开始匀速运动求：（ 1）从开始经过多长时间乙车落后甲车最远，这个距离是多少？（ 2）从开始经过多长时间乙车追上甲车，此时乙车通过位移的大小是多少？【答案】（ 1） 6m（ 2） 21m【解析】【分析】（ 1）匀加速追匀速，二者同速时间距最大；（ 2）先判断乙车达到最大速度时两车的间距，再判断匀速追及阶段的时间即可匀加速追及匀速运动物体时，二者同速时有最小间距【详解】（ 1）当两车速度相等时相距最远，即v0=at0，故 t0=2s；此时两车距离 x=S00
15、 0-102+v tat2解得 x=6m；（2）先研究乙车从开始到速度达到vm 时与甲车的距离对乙车： vm=at1， 2ax 乙 =vm2 ，对甲车： x 甲=v0t1解得 x 甲=6m，x 乙 =4.5mt1=3sx 甲 +S0 x 乙 ，故乙车达到最大速度时未追上乙车，此时间距为s=x 甲+S0-x 乙 =5.5m，乙车还需要时间 t2s5.5vmv03s 5.5s ，2故甲追上乙的时间t=t1+t2 =3+5.5s=8.5s，此时乙车的位移为X 总=x 乙+vmt2 =4.5+3 5m=21m.5；10 某汽车以 20m/s 的速度行驶，司机突然发现前方34m 处有危险，采取制动措施若汽车制动后做匀减速直线运动，产生的最大加速度大小为10m/s 2，为保证安全，司机从发现危险到采取制动措施的反应时间不得超过多少？【答案】 0.7s【解析】【分析】【详解】设反应时间不得超过t ，在反应时间内汽车的位移为S1，汽车做匀减速至停止的位移为S2，则有：S1=v0tS2v022a又S= S1 S2解得t=0.7s故反应时间不得超过0.7s
