高中物理直线运动题20套(带答案)含解析

高中物理直线运动题20套(带答案)含解析

一、高中物理精讲专题测试直线运动

1．如图所示，质量M=8kg的小车放在光滑水平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，小车足够长．求：

（1）小物块刚放上小车时，小物块及小车的加速度各为多大？

（2）经多长时间两者达到相同的速度？共同速度是多大？

（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少？（取

g=10m/s2）．

【答案】（1）2m/s2，0.5m/s2（2）1s，2m/s（3）2.1m

【解析】

【分析】

(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度；

(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间，在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度；

(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移，再求出小物块与小车一体运动时的位移即可．

【详解】

(1) 根据牛顿第二定律可得

小物块的加速度：

m/s2

小车的加速度：

m/s2

(2)令两则的速度相等所用时间为t，则有：

解得达到共同速度的时间：t=1s

共同速度为：

m/s

(3) 在开始1s内小物块的位移

m

此时其速度：

m/s

在接下来的0.5s小物块与小车相对静止，一起做加速运动且加速度：

m/s2

这0.5s内的位移：

m

则小物块通过的总位移:

m

【点睛】

本题考查牛顿第二定律的应用，解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况，然后运用运动学公式求解．同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解．

2．为确保行车安全，高速公路不同路段限速不同，若有一段直行连接弯道的路段，如图所示，直行路段AB限速120km/h，弯道处限速60km/h．

（1）一小车以120km/h的速度在直行道行驶，要在弯道B处减速至60km/h，已知该车制动的最大加速度为2.5m/s2，求减速过程需要的最短时间；

（2）设驾驶员的操作反应时间与车辆的制动反应时间之和为2s（此时间内车辆匀速运动），驾驶员能辨认限速指示牌的距离为x0=100m，求限速指示牌P离弯道B的最小距离．

【答案】（1）3.3s（2）125.6m

【解析】

【详解】

（1）

120 120km/h m/s

3.6

v==，

60

60km/h m/s

3.6

v==

根据速度公式v=v0-at，加速度大小最大为2.5m/s2解得：t=3.3s；

（2）反应期间做匀速直线运动，x1=v0t1=66.6m；

匀减速的位移：22

02

v v ax

-=

解得：x=159m

则x'=159+66.6-100m=125.6m．

应该在弯道前125.6m距离处设置限速指示牌.

3．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/s2，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：

。

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 t 2=

0v a

=5 s① （2）反应时间内做匀速运动，则 x 1=v 0t 1② x 1=15 m③

从刹车到停止的位移为x 2，则

x2=

2

2

v

a

④

x2=75 m⑤

小轿车从发现物体到停止的全部距离为

x=x1+x2=90m ⑥

△x=x﹣50m=40m ⑦

5．如图所示，水平平台ab长为20 m，平台b端与长度未知的特殊材料制成的斜面bc连接，斜面倾角为30°.在平台b端放上质量为5 kg的物块，并给物块施加与水平方向成37°角的50 N推力后，物块由静止开始运动．己知物块与平台间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，求：

(1)物块由a运动到b所用的时间；

(2)若物块从a端运动到P点时撤掉推力，则物块刚好能从斜面b端开始下滑，则aP间的距离为多少？(物块在b端无能量损失)

(3)若物块与斜面间的动摩擦因数μbc＝0.277＋0.03L b，式中L b为物块在斜面上所处的位置离b端的距离，在(2)中的情况下，物块沿斜面滑到什么位置时速度最大？

【答案】（1）5s （2）14.3m （3）见解析

【解析】

试题分析：（1）根据牛顿运动定律求解加速度，根据位移时间关系知时间；

（2）根据位移速度关系列方程求解；

（3）物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0，根据受力分析列方程，结合物块与斜面间的动摩擦因数μbc=0.277+0.03L b知斜面长度的临界值，从而讨论最大速度．

解：（1）受力分析知物体的加速度为

a1===1.6m/s2

x=a1t2

解得a到b的时间为t==5s

（2）物体从a到p：=2a1x1

物块由P到b：=2a2x2

a2=μg

x=x1+x2