1、高考必刷题物理直线运动题及解析一、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，并求其所受支持力F
2、N 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，会利用动能定理
3、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 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：。3 现有甲、乙两汽车正沿同一平直
4、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 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
5、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，设乙车减速运动的时间为v0-a 2 t=v 0-a 1（t+ t2）t ，即：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；
6、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 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.( 2
7、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。不计空.【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：h =1.8mOAhOA1 gt 2， t2hOA0.6s2gvAgt 6m / 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=1.92cmhOA1 gt B22t B=0.62s曝光时间 t=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hAB0.12 s 0.02st= vA65 在平直公路上，一汽车的速度为1
8、5m/s 。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以大小为 2m/s 2 的加速度匀减速运动，求：（ 1）刹车后 5s 内车行驶的距离？（ 2）刹车后 10s 内车行驶的距离？【答案】 （1） 50m (2) 56.25m【解析】设车实际运动时间为t0 ，以汽车初速度方向为正方向。由 vv0 at ，得运动时间 t0v015 s7.5s ；a2（1）因为 t5st,所以汽车 5s 末未停止运动，则由12x v0tat102故 x1v0t11 at1215 512 52 m 50 m ；22(2) 因为 t 210 st0 ， ,所以汽车10s末早已停止运动故 x2v0t01 at0215 7.5
9、12 7.52m 56.25m 。22点睛：对于匀减速直线运动，已知时间，求解速度和位移时，不能死代公式，要先判断汽车的状态后计算位移的大小 。6 如图所示，有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带，恒定速度v=4m/s ，传送带与水平面的夹角 =37，现将质量m=1kg 的小物块轻放在其底端（小物块可视作质点），与此同时，给小物块沿传送带方向向上的恒力F=10N，经过一段时间，小物块上到了离地面高为h=2.4m的平台上已知物块与传送带之间的动摩擦因数 =0.，5（ g 取10m/s 2， sin37 =0.6， cos37 =0.8）问：（1）物块从传送带底端运动到平台上所用的时间？（2）若在物块
10、与传送带达到相同速度时，立即撤去恒力F，计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度？【答案】 （1） 1.25s（ 2） 2m/s【解析】试题分析： (1)对物块受力分析可知，物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速为零的匀加速运动，直至速度达到传送带的速度，由牛顿第二定律ma1a12Fmgcos37mgsin37 （ 1 分），计算得：8m / st1vv20.5s （1 分） x11m（ 1 分）a12a1物块达到与传送带同速后，对物块受力分析发现，物块受的摩擦力的方向改向ma2Fmgcos37mgsin37 （ 1 分），计算得：a20Q xh4.0m （ 1 分）x2x x
11、10.75s（1 分）得 t t1t21.25 s (1 分)sin37t2vv（2）若达到同速后撤力F，对物块受力分析，因为mgsin37 mgcos37，故减速上行ma3mgsin37mgcos37（ 1 分），得 a32m / s2设物块还需 t离开传送带，离开时的速度为vt ，则 v2vt22a3 x2 （ 1分）， vt 2m / s（1 分）tv vt （1 分） t1s（ 1 分）a3考点：本题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律。7 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.现小球在 F=20N 的竖直向上的风力作用
12、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 =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
13、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：0vs=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： t33s6所以 t=t 2+t3=0.54s8 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，后车司机从发现这一
14、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9 图 a 为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传
15、感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b 为感应门的俯视图，A 为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为 d，不计门及门框的厚度。(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；(2)若人以的速度沿图中虚线S 走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？(3)若以 (2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的
16、物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线 s 垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？【答案】 (1)(2) l=d(3)【解析】试题分析：（1）作出每扇门开启过程中的速度图象，根据图象求出加速度；（2）人只要在门打开的时间内到达门框处即可安全通过，由此求出设定的传感器水平感应距离 ；（ 3）为满足宽为的物体通过门，根据题意分析门所做的运动，根据运动公式求解。（1）依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：设门全部开启所用的时间为，由图可得由速度时间关系得：联立解得：（2）要使单扇门打开，需要的时间为人只要在 t 时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为联立解得：（3）依
17、题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a 运动的距离，速度达到，所用时间为，而后又做匀减速运动，设减速时间为，门又动了的距离由匀变速运动公式，得：解得：和（不合题意舍去）要使每扇门打开所用的时间为故物体移动的速度不能超过【点睛】抓住本题的关键，就是会根据题意作出每扇门的速度时间图象，并且知道速度时间图象的考点，即斜率表示加速度，与时间轴围成的面积表示位移，最后根据题目意思分析门框的运动状态，得出门框的运动性质，由此进行列式求解。10 近几年，国家取消了 7 座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费，给自驾出行带来了很大的实惠，但车辆的增多
18、也给道路的畅通增加了压力，因此交管部门规定，上述车辆通过收费站口时，在专用车道上可以不停车拿(交 )卡而直接减速通过若某车减速前的速度为 v0 20m/s ，靠近站口时以大小为a1 5 m/s 2 的加速度匀减速，通过收费站口时的速度为 vt8 m/s，然后立即以2 4 m/s2 的匀加速至原来的速度 (假设收费站的前、后都是平a直大道 )试问：(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速？(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中，运动的时间是多少？(3)在 (1)(2)问题中，该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少？【答案】 （1） 33.6m（ 2） 5.4s（3） 1.62s【解
19、析】【详解】（1）设该车初速度方向为正方向,该车进入站口前做匀减速直线运动，设距离收费站x1 处开始制动，则有：v 22 - 2a1x1 t v0解得： x1 33.6 m.该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段，前后两段位移分别为x1 和 x2，时间为 t 1 和t 2，则减速阶段： vt v0 - a1t1 解得： t1 2.4 s加速阶段： t23 s 则加速和减速的总时间为：t t1 t25.4 s. （3）在加速阶段： x2t 2 42 m 则总位移： x x1 x2 75.6 m若不减速所需要时间：t 3.78 s 车因减速和加速过站而耽误的时间：t t t 1.62 s. 【点睛】此题运动的过程复杂，轿车经历减速、加速，加速度、位移、时间等都不一样分析这样的问题时，要能在草稿子上画一画运动的过程图，找出空间关系，有助于解题
