1、高考物理直线运动及其解题技巧及练习题( 含答案 )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，画出运动员经过C 点时的受力图
2、，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点睛：本题考查了动能定理和圆周
3、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2一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图（a）所示t0 时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1s 时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板已知碰撞后1s 时间内小物块的vt图线如图（b）所示木板的质量是小物块质量的15 倍，重力加速度大小g 取10m/s 2求（1）木板与地面间的动摩擦因数1 及小物块与木板间的动摩擦因数2 ；（ 2）木板的最小长度；（ 3）木板右端离墙壁
4、的最终距离【答案】（ 1） 1 0.1 20.4 （ 2） 6m （ 3） 6.5m【解析】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v4m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v4m/s4m / s0m / s木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有2 g1s解得 2 0.4木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t1s ，位移 x4.5m ，末速度 v4m/s其逆运动则为匀加速直线运动可得xvt1 at 22带入可得 a 1m / s2木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1ga可得 1 0.1（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有1 (Mm) g2 mgMa1
5、可得 a1 4 m / s23对滑块，则有加速度a24m / s2滑块速度先减小到0，此时碰后时间为t11s此时，木板向左的位移为12108x1vt12a1t13m 末速度 v13m / s滑块向右位移x24m / s0 t12m2此后，木块开始向左加速，加速度仍为a24m / s2木块继续减速，加速度仍为a14 m / s23假设又经历 t2 二者速度相等，则有a2t2v1 a1t2解得 t2 0.5s此过程，木板位移x3v1t21 a1t227 m 末速度 v3 v1a1t22m / s26x4121滑块位移2a2t22 m此后木块和木板一起匀减速二者的相对位移最大为xx1x3x2x46m
6、滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6m（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度a1g 1m / s2位移 x5v322m2a所以木板右端离墙壁最远的距离为x1x3x56.5m【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁3 质量为运动的2kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去图象如图所示取m/s 2，求：F，其（ 1）物体与水平面间的动摩擦因数；（ 2）水平推力 F 的大小；（ 3）s 内物体运动位移的大小【答案】（ 1） 0.2；（ 2）5.6N；（ 3） 56m 。【解析
7、】【分析】【详解】（ 1）由题意可知，由 v-t 图像可知，物体在 4 6s 内加速度：物体在 4 6s 内受力如图所示根据牛顿第二定律有：联立解得： =0.2（2）由 v-t 图像可知：物体在0 4s 内加速度：又由题意可知：物体在0 4s 内受力如图所示根据牛顿第二定律有：代入数据得： F=5.6N（3）物体在0 14s 内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有：【点睛】在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活处理在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁4 为
8、提高通行效率，许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统ETC甲、乙两辆汽车分别通过 ETC通道和人工收费通道 (MTC)驶离高速公路，流程如图所示假设减速带离收费岛口 x=60m，收费岛总长度 d=40m ，两辆汽车同时以相同的速度v1=72km/h 经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动甲车减速至v2=36km/h 后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t 0=15s 的时间缴费成功，人工栏打开放行随后两辆汽车匀加速到速度v1后沿直线匀速行驶，设加速和减速过程中的加速度大小相等，求：(1)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的
9、时间差t ；(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离x 【答案】 (1)17s； (2)400m【解析】【分析】【详解】v172 km/s=20m/s ， v018 km/s=5m/s ， v236 km/s=10m/s ，a（1）两车减速运动的加速度大小为甲车减速到 v2 ，所用时间为t1v1v0av122022.5m/s 2，2( xd )2 (6040 )2220104 s，2.5走过的距离为 x1 v1 v2 t12010460m，22( xdx1 )604060甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为22st22v210甲车从减速到栏杆打开的总时间为t甲t1t2426 s乙车减速行驶到收费
10、岛中心线的时间为t3v1208 sa2.5从减速到打开栏杆的总时间为t乙t0t315823 s人工收费通道和 ETC通道打开栏杆放行的时间差tt乙t甲23 617 s；（2）乙车从收费岛中心线开始出发又经t38s 加速到 v120m/s ，与甲车达到共同速度，此时两车相距最远x乙d604080 m,这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等x22从收费岛中心线开始，甲车先从v0 10 m/s 加速至 v120 m/s ，这个时间为 t14 s然后匀速行驶 x甲 x1v1 t3tt160208 17 4 480 m故两车相距的最远距离为xx甲x乙48080400 m5 如图甲所示为 20
11、22 年北京冬奥会跳台滑雪场馆“雪如意 ”的效果图如图乙所示为由助滑区、空中飞行区、着陆缓冲区等组成的依山势而建的赛道示意图运动员保持蹲踞姿势从 A 点由静止出发沿直线向下加速运动，经过距离A 点 s=20m 处的 P 点时，运动员的速度为 v1 =50.4km/h 运动员滑到 B 点时快速后蹬，以v2=90km/h 的速度飞出，经过一段时间的空中飞行，以 v3=126km/h 的速度在 C 点着地 .已知 BC两点间的高度差h=80m，运动员的质量 m=60kg，重力加速度 g 取 9.8m/s 2，计算结果均保留两位有效数字.求(1)A 到 P 过程中运动员的平均加速度大小；(2)以 B
12、点为零势能参考点，求到C 点时运动员的机械能；(3)从 B 点起跳后到C 点落地前的飞行过程中，运动员克服阻力做的功【答案】 (1) a4.9m/s (2) E1.0 104 J (3)W2.9 104 J【解析】【详解】(1) v1 50.4km/h 14m/s由 v12 2asv124.9m/s解得： a2s(2) v290km/h25m/s , v3126km/h35m/s由能量关系： Emgh1mv322E10290J1.0104 J（按 g 取 10m/s 2 算， E11250J1.1 104 J ）(3)由动能定理 ： mghW1mv321mv2222解得： W 29040J2.
13、9104 J（按 g 取 10m/s 2 算， W30000J3.0104 J6 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；（ 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：。7 甲、乙两车在
14、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 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；（
15、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。8 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/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：v0t 0=108km/h=30m/s ，由 v =v +at
16、 得汽车的制动时间为： t vt v0 030 s6s ，则汽车制动8s 后的速度是0；a5（2）在反应时间内汽车的位移：x1=v0t 0=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9 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，所得v t 图象如
17、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 88m =48m2v082。（2）撤去 F 后物体的加速度为： a=8= 2m/st4（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|=16Nf16物体与水平面间的动
18、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。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4m / 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vmt11sa1s11 vmt1 2m2减速阶段有vmt30.5sa2s31vmt3 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vm1st4a1s41 vmt 42m2匀速阶段有ls42st5vm故受试者 10 米折返跑的成绩为tt1t 2t 3t4t56.25s
