1、高考物理直线运动解题技巧及练习题( 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，并
2、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运动
3、，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 质量为 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F，其运动的图象如图所示取m/s 2，求：（ 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】【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
4、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3 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再滑上小车，物体A 滑上小车后若与物体B 静止在足够长的平板小车C 上， B 与
5、小车的接触M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后B 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
6、M 到 N 过程中，由动能定理得：mAgR=mAvN2在 N 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=mAaN2L=v t-at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 m
7、v1212mv22 解得： L19 m224物体 A 与小车匀速运动直到A 碰到物体 B，A，B 相互作用的过程中动量守恒：(mA+ mB)v3= mAv2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.4 汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌（如图所示），以提醒后面
8、驾车司机，减速安全通过在夜间，有一货车因故障停车，后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为0.5s，制动后最大加速度为6m/s 2求：（ 1）小轿车从刹车到停止所用小轿车驾驶的最短时间；（ 2）三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞【答案】 （1） 5s（ 2）40m【解析】【分析】【详解】（1）从刹车到停止时间为t 2，则20v0=5 s t =a（2）反应时间内做匀速运动，则x1=v0t1x1=15 m 从刹车到停止的位移为x2，则2x2= 0v0 2ax2=75 m 小轿车从发现物体到停止的全部距离为x=
9、x1+x2=90m x=x 50m=40m 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/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 得汽车的制动时间为： t vtv0 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
10、 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6 伽利略在研究自出落体运动时，猜想自由落体的速度是均匀变化的，他考虑了速度的两种变化：一种是速度随时间均匀变化，另一种是速度随位移均匀变化。现在我们已经知道.自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短，且固定不变。为估测“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子
11、的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子在A 点正上方1.8m 的高度自由下落. 每块砖的平均厚度为6.0cm.(不计空气阻力，g 取 10m/s 2)a. 计算石子到达A 点的速度大小vA；b. 估算这架照相机的曝光时间( 结果保留一位有效数字。【答案】 6m/s， 0.02s ；【解析】【详解】a、由自由落体可知，设从O 点静止下落：hOA=1.8mhOA1 gt 2 ， t2hOA0.6s2gvAgt6m / sb、由图中可知h AB 距离近似为两块砖厚度方法一： hAB=12cm=0.12mhOB=hOA+hAB=1.92cmhOA1gt B22t B=0.62s曝光时间 t=
12、t B-t A=0.02s方法二、由于曝光时间极短，可看成匀速直线运动t= hAB0.12 s 0.02svA672018 年 12 月 8 日 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
13、/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） =1:4.8 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、电荷量 5C 的带正电绝缘小滑块轻放在传送
14、带上A 端若滑块每次与挡板碰后都以原速q1 10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）设滑块第一次到达B 点时速度为v1由运动学规律有v1
15、2 =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， x1=v1t 1-a1t12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，最远距离xm=x1+x2代入数据解得，xm=3 25m（3）分析可知
16、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9 为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离 已知某公路的最高限 v=72km/h 假设前方车辆突然停止，
17、后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间 (即反应时间 )t =0.50s 刹车时汽车的加速度大小为 4m/s2 该高速公路上汽车间的距离至少应为多少？【答案】 60 m【解析】试题分析：后边汽车先做匀速直线运动，再做匀减速直线运动，到前车时刚好速度减为零x1=v0t= 20 m/s 0.50 s = 10 mv= 2 ax2，得 x2= 50 mxx1+ x2 = 60 m考点：考查了匀变速直线运动规律的应用点评：解决本题的关键知道安全距离是反应时间内匀速运动的位移和匀减速运动的位移之和匀减速运动的位移可以通过速度位移公式求解10 A、 B 两车在一直线上向右匀速运动，
18、（两车不同车道）B 车在 A 车前， A 车的速度大小为 V1=8m/s， B 车的速度大小为V2=20m/s，当 A、 B 两车相距X0=28m时， B 车因前方突发2此时开始计时，求：（ 1） B 车经多长时间停止？这段时间内A 车 B 车位移分别为多少？（ 2） B 车停止时， A 车是否追上 B 车？（ 3） A 车追上 B 车所用的时间？【答案】 （1） t=10s， xA=80m， xB=100m；（ 2）没有追上 ；（ 3）16s【解析】【详解】（1） B 车停止的时间这段时间内A 车 B 车位移分别为：（2） B 车停止时，两车相距：则 A 车没有追上B 车.，（3） B 车停止后， A 车追上 B 车还需要运动的时间，则 A 车追上 B 车所用的时间为：【点睛】此题关键是要搞清两车的运动情况，弄清楚两车运动的位移关系和时间关系，最好画出运动的草图分析 .
