1、高考物理专题汇编物理直线运动( 一)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）假设运动员从接触软垫到速
2、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-mv3代入
3、数据得： F=1.8 10N由牛顿第三定律得对软垫的力为31.8 10N2 甲、乙两车在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
4、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；（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。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
5、的速度驶向路口，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
6、减速运动的时间为t ，即：v0-a 2 t=v 0-a 1（t+t2）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 ,MN是竖直放置的长 L=0.5m 的平面镜 , 观察者在 A 处观察 , 有一小球从某处自由下落, 小球下落的轨迹与平面镜相距 d=0.25m, 观察者能在镜中看到小球像的时间 t=
7、0.2s . 已知观察的眼睛到镜面的距离 s=0.5m, 求小球从静止开始下落经多长时间 , 观察者才能在镜中看到小球的像 .( 取 g=10m/s2)【答案】 0.275s；【解析】试题分析：由平面镜成像规律及光路图可逆可知，人在A 处能够观察到平面镜中虚像所对应的空间区域在如图所示的直线PM 和 QN 所包围的区域中，小球在这一区间里运动的距离为图中 ab 的长度 L/ 由于 aA/ b MA / N bA/ C NA/ D 所以 L/ /L=bA/ /NA / bA/NA / =（ s+d） /s联立求解， L/ =0 75m 设小球从静止下落经时间t 人能看到，则 L/ 1g(tt )
8、2 1gt 222代入数据，得t=0 275s考点：光的反射；自由落体运动【名师点睛】本题是边界问题，根据反射定律作出边界光线，再根据几何知识和运动学公式结合求解；要知道当小球发出的光线经过平面镜反射射入观察者的眼睛时，人就能看到小球镜中的像5 光滑水平桌面上有一个静止的物体，其质量为7kg，在 14N 的水平恒力作用下向右做匀加速直线运动 ，求 :5s 末物体的速度的大小？ 5s 内通过的位移是多少？【答案】 x=25m【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，根据速度时间公式和位移时间公式求出5s 末的速度和 5s 内的位移【详解】（1）根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：aF 1
9、4 m / s22m / s2 ；m75s 末的速度为： v=at=2 5m/s=10m/s.（2） 5s 内的位移为：x= 1 at 2 1222 25m 25m【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁6 一辆汽车以 1m/s2 的加速度加速行驶了 12 秒，驶过了 180m。之后匀速行驶了 105m ，求：（ 1）汽车开始加速时的速度是多少？（ 2）汽车的末速度是多少？（ 3）简要画出全过程的 v-t 图像（注：标出关键点坐标即可）【答案】（ 1） 9m / s （ 2） 21m / s（ 3）如图所示：【 解 析 】（ 1） 由 公 式 ：x
10、v0t1 at 2， 可 以 得 到 ：2v0x1 at1801 1 12m / s9m / s；t2122（2）由速度与时间关系可以得到：vv0 at9m / s1 12m / s 21m / s；（3）根据题意可以知道，匀速运动的时间为：t1x1105 s5s ，如图所示：v21点睛：本题关键是明确汽车的运动性质，然后根据运动学公式直接列式求解。7 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s 的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5s 后警车发动起来，并以2m/ s2 的加速度做匀加速运动，并尽快追上货车，但警车的行驶速度必须控制在108km/h 以内问：（ 1）
11、警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？（ 2）求出警车发动后至少要多长时间才能追上货车？【答案】（ 1） 90m（2） 12.5s【解析】【分析】【详解】1 当两车速度相同时距离最大由 v at可得警车达到 10m / s 的时间； t14s在这段时间警车的位移 x11 at1212.5 4220m22货车相对于出发点的位移x210 74110m两车间的最大距离Vx90m2 108km / h30m / s ；由 v at可得警车达到最大速度的时间t212s此时警车的位移x3 1 at22180m2货车相对于出发点的位移 x4107 12 190m由于警车的位移小于货车的位移，所以仍
12、末追上设再经过 t3 追上，则3010 t 2190 180得 t3 0.5s则总时间为 tt2t312.5s则警车发动后经过12.5s 才能追上故本题答案是：（ 1）90m （ 2） 12.5s8 如图所示，质量为m=1kg的滑块，在水平力F作用下静止在倾角为=30的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失)，传送带的运行速度为 v0=3m/s ，长为 L=1.4m，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同滑块与传送带间的动摩擦因数=0.25，g=10m/s 2求(1)水平作用力F 的大小；(2)滑块开始下滑的高度h；(3)在第 (
13、2)问中若滑块滑上传送带时速度大于3m/s ，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量Q【答案】 (1)(2)0.1 m 或 0.8 m(3)0.5 J【解析】【分析】【详解】解：（ 1）滑块受到水平推力F、重力 mg 和支持力FN 处于平衡，如图所示：水平推力解得：（2）设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v 下滑过程由机械能守恒有：，解得：若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：解得：若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有：解得：（3）设滑块在传送带上
14、运动的时间为t，则 t 时间内传送带的位移：s=v0t由机械能守恒有：滑块相对传送带滑动的位移相对滑动生成的热量?9 一架质量为 40000kg 的客机在着陆前的速度为 540km/h ，着陆过程中可视为匀变速直线运动，其加速度大小为 10m/s 2，求：(1)客机从着陆开始滑行经多长时间后静止；(2)客机从着陆开始经过的位移；(3)客机所受的合外力。【答案】 (1) t =15s (2)x=1125m (3) F=4105 N【解析】（ 1） 540km/h=150m/s ，飞机减速至静止所用的时间t v0 150 s15sa10（2）则客机从着陆开始经过的位移x0 v0 t15015112
15、5m22（3）客机受到的合力： F=ma=4000010N=4105 N点睛：本题考查了运动学中的“刹车问题”以及牛顿第二定律的应用，是道易错题，注意客机速度减为零后不再运动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vm1st1a1s11 vmt12m2减速阶段有t3vm0.5sa2s31 vmt3 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
