1、高考物理直线运动专项训练100( 附答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 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h1gt 211052 m125m22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
2、式，求得：a=12.5m/s 2减速运动的时间为：tv1v25053.6?sas12.52 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。若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计，重力加速度g。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。【答案】（ 1）2f Mgh （ 2）fMgMhMm2 g【解析】【详解】（1）对木块，由动能定理得：Mghfh01 Mv 2 ，2解得： v2fMg h ；M（2）爆竹爆炸过程系统动量守恒，由动量守恒定律得：Mv mv
3、0爆竹做竖直上抛运动，上升的最大高度：Hv 22g解得： HfMg Mhm2g3 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m/s 2）。求：10（ 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：
4、（1）设木箱的最大加速度为，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 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MN的半径为R=3.2m，水平部分 NP 长 L=3.5m，物体面光滑，小车的左端紧贴平台的右端从B 静止在足够长的平板小车M 点由静止释放的物体C 上， B 与小车的接触A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车，物体A 滑上小车后若与物体B
5、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/s 2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】 (1)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33 m16【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
6、点，由牛顿定律得FN-m Ag=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 =3mAg=30N（2）物体 A 在平台上运动过程中mAg=mAaL=vNt-at 2代入数据解得 t=0.5st=3.5s(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mgL11 mv1212mv22 解得： L19 m224物体 A 与小车匀
7、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：(m + m )v = m vAB3A 2此后 A， B 组成的系统与小车发生相互作用，动量守恒，且达到共同速度v4(m + m )v +m v = (m+m +m ) v4AB3C 2ABC此过程中 A 相对小车的位移大小为L2，则mgL21 mv2212mv3213mv42解得： L23 m22216物体 A 最终离小车左端的距离为x=L1-L2=33 m16考点：牛顿第二定律；动量守恒定律；能量守恒定律.5 某汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h ，司机发现前方有障碍物时，立即采取紧急刹车，其制动过程中的加速度大小为5m
8、/s2 ，假设司机的反应时间为0.50s，汽车制动过程中做匀变速直线运动。求：(1)汽车制动 8s 后的速度是多少(2)汽车至少要前行多远才能停下来?【答案】（ 1） 0（ 2） 105m【解析】【详解】（1）选取初速度方向为正方向，有：v =108km/h=30m/s ，由 v =v +at 得汽车的制动时间0t 0为： vtv0 030 ，则汽车制动8s 后的速度是0；ts 6sa5（2）在反应时间内汽车的位移：x10 0=v t =15m ；汽车的制动距离为：x2 v0vt t 30 06m90m 22则汽车至少要前行15m+90m=105m 才能停下来 【点睛】解决本题的关键掌握匀变速
9、直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，注意汽车在反应时间内做匀速直线运动6 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
10、【解析】（ 1）物体 A 滑上木板B 以后，作匀减速运动，有mg=maA得 aA=g=2m/s2木板 B 作加速运动，有F+mg=MaB，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
11、 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，速度仍大于大于等于 1N 当 F 较大时，在A 到达 B 的右端之前，就与止，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：1NF3NB 的速度，于是将从B 上滑落，所以B 具有相同的速度，之后，A 必须相对F 必须B 静点睛：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，挖掘隐含的临界条件7
12、 如图所示，在光滑的水平地面上，相距 L 10 m 的 A、 B 两个小球均以v0 10 m/s 向右运动，随后两球相继滑上倾角为30的足够长的光滑斜坡，地面与斜坡平滑连接，取g 10m/s 2求： A 球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇【答案】 2.5s【解析】试题分析：设A 球滑上斜坡后经过t 1 时间 B 球再滑上斜坡，则有：1sA 球滑上斜坡后加速度m/s 2设此时A 球向上运动的位移为，则m此时A 球速度m/sB 球滑上斜坡时，加速度与A 相同，以A 为参考系，B 相对于A 以m/s做匀速运动，设再经过时间它们相遇，有：s则相遇时间s考点：本题考查了运动学公式的应用8 如图所示为一风洞
13、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 =
14、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： -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1t3 , 则 x= a3t 322解得： t33 s6所以 t=t 2+t3=0.54
15、s9我国 ETC联网正式启动运行， ETC是电子不停车收费系统的简称汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示假设汽车以v0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶，如果过 ETC通道，需要在收费线中心线前 10m 处正好匀减速至 v=5m/s ，匀速通过中心线后，再匀加速至 v0 正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s 缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0 正常行驶设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为 1m/s2 ，求：（ 1）汽车过 ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；（ 2）汽车过 ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少【答案】
16、（ 1） 210m（ 2） 27s【解析】试题分析：（1）汽车过ETC通道：减速过程有：，解得加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：（2）汽车过ETC通道的减速过程有：得总时间为：汽车过人工收费通道有：， x2=225m所以二者的位移差为：=x2 x1=225m 210m=15m （ 1 分）则有：27s考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题10 汽车智能减速系统是在汽车高速行驶时，能
17、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)a 10m / 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B 点接收到反射回来的超声波脉冲信号，此过程经历的时间：tx1x2 =2 s；v声(2) 汽车从 A 运动到 B 的过程中，满足：vBvAatx1x2vA t1 at 22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
