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高考物理新力学知识点之直线运动真题汇编及答案解析
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高考物理新力学知识点之直线运动真题汇编及答案解析一、选择题1.如甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg 的物体在恒力F 作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g 取10 m/s 2)A .物体加速度大小为2 m/s 2B .F 的大小为21 NC .4 s 末F 的功率大小为42 WD .4 s 内F 做功的平均功率为42 W2.将质量为1kg 的物块从距地面20m 处自由释放,不计空气阻力,重力加速度210m/s g =,则物块在落地前1s 内重力做功的功率为( )A .100WB .150WC .175WD .200W3.一质量为1kg 的小球从空中下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,此过程的v ﹣t 图象如图所示.若不计空气阻力,取g =10m/s 2,则由图可知( )A .小球从高度为1m 处开始下落B .小球在碰撞过程中损失的机械能为4.5JC .小球能弹起的最大高度为0.45mD .整个过程中,小球克服重力做的功为8J4.汽车刹车后做匀减速直线运动,最后停了下来,在汽车刹车的过程中,汽车前半程的平均速度与后半程的平均速度之比是( )A .()21:1B 2C .)1:21 D .1:25.如图是一辆汽车做直线运动的x —t 图像,对线段OA 、AB 、BC 、CD 所表示的运动,下列说法错误的是()A.汽车在OA段运动得最快B.汽车在AB段静止C.CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相反D.4 h内汽车的位移大小为零6.AK47步枪成为众多军人的最爱.若该步枪的子弹在枪膛内的加速度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.子弹离开枪膛时的速度为450 m/sB.子弹离开枪膛时的速度为600 m/sC.子弹在枪膛内运动的距离小于0. 45 mD.子弹在枪膛内运动的距离大于0. 45 m7.2020年是特殊的一年,无情的新冠病毒袭击了中国;经过全国人民的努力,受伤最深的武汉也在全国各界的支持下使疫情得到了控制。
(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析
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(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.货车A 正在公路上以20 m/s 的速度匀速行驶,因疲劳驾驶,司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B 时,两车距离仅有75 m .(1)若此时轿车B 立即以2 m/s 2的加速度启动,通过计算判断:如果货车A 司机没有刹车,是否会撞上轿车B ;若不相撞,求两车相距最近的距离;若相撞,求出从货车A 发现轿车B 开始到撞上轿车B 的时间.(2)若货车A 司机发现轿车B 时立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s 2(两车均视为质点),为了避免碰撞,在货车A 刹车的同时,轿车B 立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:轿车B 加速度至少多大才能避免相撞. 【答案】(1)两车会相撞t 1=5 s ;(2)222m/s 0.67m/s 3B a =≈ 【解析】 【详解】(1)当两车速度相等时,A 、B 两车相距最近或相撞. 设经过的时间为t ,则:v A =v B 对B 车v B =at联立可得:t =10 s A 车的位移为:x A =v A t= 200 mB 车的位移为: x B =212at =100 m 因为x B +x 0=175 m<x A所以两车会相撞,设经过时间t 相撞,有:v A t = x o 十212at 代入数据解得:t 1=5 s ,t 2=15 s(舍去).(2)已知A 车的加速度大小a A =2 m/s 2,初速度v 0=20 m/s ,设B 车的加速度为a B ,B 车运动经过时间t ,两车相遇时,两车速度相等, 则有:v A =v 0-a A t v B = a B t 且v A = v B在时间t 内A 车的位移为: x A =v 0t-212A a tB 车的位移为:x B =212B a t 又x B +x 0= x A 联立可得:222m/s 0.67m/s 3B a =≈2.倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接,斜面上AB 的长度为3L ,BC 、CD 的长度均为3.5L ,BC 部分粗糙,其余部分光滑。
(物理) 高考物理直线运动试题(有答案和解析)含解析
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(物理) 高考物理直线运动试题(有答案和解析)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m .减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s 2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值. 【答案】(1)28/m s ,2.5s ;(2)0.3s ;(3)0415F mg =【解析】 【分析】 【详解】(1)设减速过程中,汽车加速度的大小为a ,运动时间为t ,由题可知初速度020/v m s =,末速度0t v =,位移2()211f x x =-≤由运动学公式得:202v as =①2.5v t s a==② 由①②式代入数据得28/a m s =③2.5t s =④(2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ∆,由运动学公式得0L v t s ='+⑤ 0t t t ∆='-⑥联立⑤⑥式代入数据得0.3t s ∆=⑦(3)设志愿者力所受合外力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为0F ,志愿者的质量为m ,由牛顿第二定律得F ma =⑧由平行四边形定则得2220()F F mg =+⑨联立③⑧⑨式,代入数据得0415F mg =⑩2.如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力84N F =而从静止向前滑行,其作用时间为1 1.0s t =,撤除水平推力F 后经过2 2.0s t =,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备的总质量为60kg m =,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f 12N F =,求:(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移大小. (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.【答案】(1)1.2m/s 0.6m ; (2)5.2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据牛顿第二定律得1f F F ma -=运动员利用滑雪杖获得的加速度为21 1.2m /s a =第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小111 1.2 1.0m /s 1.2m /s v a t ==⨯=位移211110.6m 2x a t == (2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为220.2m /s f F a m==第二次利用滑雪杖获得的速度大小2v ,则2221112v v a x -=第二次撤除水平推力后滑行的最大距离22222v x a =解得2 5.2m x =3.如图,AB 是固定在竖直平面内半径R =1.25m 的1/4光滑圆弧轨道,OA 为其水平半径,圆弧轨道的最低处B 无缝对接足够长的水平轨道,将可视为质点的小球从轨道内表面最高点A 由静止释放.已知小球进入水平轨道后所受阻力为其重力的0.2倍,g 取10m/s 2.求:(1)小球经过B 点时的速率;(2)小球刚要到B 点时加速度的大小和方向; (3)小球过B 点后到停止的时间和位移大小.【答案】 (1)5 m/s (2)20m/s 2加速度方向沿B 点半径指向圆心(3)25s 6.25m 【解析】(1)小球从A 点释放滑至B 点,只有重力做功,机械能守恒:mgR=12mv B 2 解得v B =5m/s(2)小环刚要到B 点时,处于圆周运动过程中,222215/20/1.25B v a m s m s R ===加速度方向沿B 点半径指向圆心(3)小环过B 点后继续滑动到停止,可看做匀减速直线运动:0.2mg=ma 2, 解得a 2=2m/s 2222.5Bv t s a == 221 6.252s a t m ==4.如图甲所示,质量m=8kg 的物体在水平面上向右做直线运动。
高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)含解析
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高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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:。
2.如图所示,物体A 的质量1kg A m =,静止在光滑水平面上的平板车B ,质量为0.5kg B m =,长为1m L =.某时刻A 以04m/s v =向右的初速度滑上木板B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力F ,忽略物体A 的大小,已知A 与B 之间的动摩擦因素0.2μ=,取重力加速度210m/s g =.求: (1)若5N F =,物体A 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离. (2)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件.【答案】(1)0.5m (2)1N≤F≤3N【解析】(1)物体A 滑上木板B 以后,作匀减速运动,有μmg=ma A 得a A =μg=2m/s 2木板B 作加速运动,有F+μmg=Ma B , 代入数据解得:a B =14m/s 2 两者速度相同时,有v 0-a A t=a B t ,代入数据解得:t=0.25s A 滑行距离:S A =v 0t-12a A t 2=4×0.25−12×2×116=1516m , B 滑行距离:S B =12a B t 2=12×14×116m=716m . 最大距离:△s=S A -S B =1516−716=0.5m (2)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则:22201122A Bv v v L a a -=+ 又:011A Bv v v a a -= 代入数据可得:a B =6(m/s 2)由F=m 2a B -μm 1g=1N若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N .当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落. 即有:F=(m+m )a ,μm 1g=m 1a 所以:F=3N若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下. 综上:力F 应满足的条件是:1N≤F≤3N点睛:牛顿定律和运动公式结合是解决力学问题的基本方法,这类问题的基础是分析物体的受力情况和运动情况,难点在于分析临界状态,挖掘隐含的临界条件.3.如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力84N F =而从静止向前滑行,其作用时间为1 1.0s t =,撤除水平推力F 后经过2 2.0s t =,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备的总质量为60kg m =,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f 12N F =,求:(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移大小. (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.【答案】(1)1.2m/s 0.6m ; (2)5.2m 【解析】【分析】 【详解】(1)根据牛顿第二定律得1f F F ma -=运动员利用滑雪杖获得的加速度为21 1.2m /s a =第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小111 1.2 1.0m /s 1.2m /s v a t ==⨯=位移211110.6m 2x a t == (2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为220.2m /s f F a m==第二次利用滑雪杖获得的速度大小2v ,则2221112v v a x -=第二次撤除水平推力后滑行的最大距离22222v x a =解得2 5.2m x =4.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:2214/2/7F a m s m s m ===; 5s 末的速度为:v=at=2×5m/s=10m/s. (2)5s 内的位移为:x=12at 2= 12×2×52m =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.5.如图甲所示,质量为M=3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的v-t图象如图乙所示,( g取10m/s2)求:(1)小物体A和B与平板小车之间的动摩擦因数μA、μB(2)判断小车在0~1.0s内所做的运动,并说明理由?(3)要使A、B在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少?【答案】(1)0.3;(2)小车静止;(3)7.2m【解析】试题分析:(1)由v-t图可知,在第1 s内,物体A、B的加速度大小相等,均为a =3.0 m/s2.根据牛顿第二定律:f =μmg=ma 可得μA=μB=0.3(2)物体A、B所受摩擦力大小均为F f=ma=3.0 N,方向相反,根据牛顿第三定律,车C受A、B的摩擦力也大小相等,方向相反,合力为零,故小车静止。
高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)含解析
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高考物理试卷分类汇编物理直线运动( 及答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.研究表示,一般人的刹车反响时间(即图甲中“反响过程”所用时间) t 0=0.4s,但喝酒会致使反响时间延伸.在某次试验中,志愿者少许喝酒后驾车以v0 =72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现状况到汽车停止,行驶距离L=39m.减速过程中汽车位移s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加快度的大小g=10m/s2.求:(1)减速过程汽车加快度的大小及所用时间;(2)喝酒使志愿者的反响时间比一般人增添了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作使劲的大小与志愿者重力大小的比值.【答案】( 1)8m / s2,2.5s;( 2)0.3s;( 3)F41 mg5【分析】【剖析】【详解】(1)设减速过程中,汽车加快度的大小为a,运动时间为t,由题可知初速度v020m / s ,末速度 v t0 ,位移 f ( x)2x2 1 1由运动学公式得:v022as ①t v02.5s ②a由①② 式代入数据得a8m / s2③t 2.5s④(2)设志愿者喝酒后反响时间的增添量为t ,由运动学公式得L v0t s ⑤t t t0⑥联立⑤⑥式代入数据得t0.3s ⑦(3)设志愿者力所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作使劲的大小为F0,志愿者的质量F ma ⑧由平行四边形定章得F 2 F 2( mg) 2⑨联立③⑧⑨式,代入数据得F041⑩mg52.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,其运动的图象如下图取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 。
【分析】【剖析】【详解】(1)由题意可知,由 v-t 图像可知,物体在 4 ~6s 内加快度:物体在 4~ 6s 内受力如下图依据牛顿第二定律有:联立解得:μ=0.2(2)由 v-t 图像可知:物体在0~ 4s 内加快度:又由题意可知:物体在0~ 4s 内受力如下图代入数据得: 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,可能某个过程是依据受力状况求运动状况,另一个过程是依据运动状况剖析受力状况;或许同一个过程运动状况和受力状况同时剖析,所以在解题过程中要灵巧办理.在这种问题时,加快度是联系运动和力的纽带、桥梁.3.一质点做匀加快直线运动,初速度v0= 2 m/s,4 s 内位移为20 m,求:(1)质点的加快度大小;(2)质点 4 s 末的速度大小。
高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)及解析
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高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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/s2,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:μ=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.2.重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量,准确地确定它的量值,无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。
(1)如图所示是一种较精确测重力加速度g值的方法:将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置,玻璃管足够长,小球竖直向上被弹出,在O点与弹簧分离,然后返回。
在O 点正上方选取一点P,利用仪器精确测得OP间的距离为H,从O点出发至返回O点的时间间隔为T1,小球两次经过P点的时间间隔为T2。
(i)求重力加速度g;(ii)若O点距玻璃管底部的距离为L0,求玻璃管最小长度。
(2)在用单摆测量重力加速度g时,由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图所示.这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比,哪个大?试定量比较。
高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析
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高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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x 2=2002v a -④x 2=75 m⑤小轿车从发现物体到停止的全部距离为 x=x 1+x 2=90m ⑥ △x=x ﹣50m=40m ⑦2.一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光,出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路,他原计划全程平均速度要达到40 km/h ,若这位旅游爱好者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h ,那么他能否完成全程平均速度为40 km/h 的计划呢?若能完成,要求他在后的路程里开车的速度应达多少? 【答案】80km/h 【解析】本题考查匀变速直线运动的推论,利用平均速度等于位移除以时间,设总路程为s,后路程上的平均速度为v,总路程为s前里时用时后里时用时所以全程的平均速度解得由结果可知,这位旅行者能完成他的计划,他在后2s/3的路程里,速度应达80 km/h3.高铁被誉为中国新四大发明之一.因高铁的运行速度快,对制动系统的性能要求较高,高铁列车上安装有多套制动装置——制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等.在一段直线轨道上,某高铁列车正以v0=288km/h的速度匀速行驶,列车长突然接到通知,前方x0=5km处道路出现异常,需要减速停车.列车长接到通知后,经过t l=2.5s 将制动风翼打开,高铁列车获得a1=0.5m/s2的平均制动加速度减速,减速t2=40s后,列车长再将电磁制动系统打开,结果列车在距离异常处500m的地方停下来.(1)求列车长打开电磁制动系统时,列车的速度多大?(2)求制动风翼和电磁制动系统都打开时,列车的平均制动加速度a2是多大?【答案】(1)60m/s(2)1.2m/s2【解析】【分析】(1)根据速度时间关系求解列车长打开电磁制动系统时列车的速度;(2)根据运动公式列式求解打开电磁制动后打开电磁制动后列车行驶的距离,根据速度位移关系求解列车的平均制动加速度.【详解】(1)打开制动风翼时,列车的加速度为a1=0.5m/s2,设经过t2=40s时,列车的速度为v1,则v1=v0-a1t2=60m/s.(2)列车长接到通知后,经过t1=2.5s,列车行驶的距离x1=v0t1=200m打开制动风翼到打开电磁制动系统的过程中,列车行驶的距离x2 =2800m打开电磁制动后,行驶的距离x3= x0- x1- x2=1500m;4.总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t 图,试根据图象求:(g 取10m/s 2) (1)t =1s 时运动员的加速度和所受阻力的大小. (2)估算14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功. (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.【答案】(1)160N (2)158; 1.25×105J (3)71s 【解析】 【详解】(1)从图中可以看出,在t =2s 内运动员做匀加速运动,其加速度大小为162t v a t ==m/s 2=8m/s 2 设此过程中运动员受到的阻力大小为f ,根据牛顿第二定律,有mg -f =ma 得f =m (g -a )=80×(10-8)N =160N (2)从图中估算得出运动员在14s 内下落了 39.5×2×2m =158m根据动能定理,有212f mgh W mv -= 所以有212f W mgh mv =-=(80×10×158-12×80×62)J≈1.25×105J(3)14s 后运动员做匀速运动的时间为 5001586H h t v '--==s =57s 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t 总=t +t ′=(14+57)s =71s5.(13分)如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=37°。
高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析
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高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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/s2,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:μ=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.2.重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量,准确地确定它的量值,无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。
(1)如图所示是一种较精确测重力加速度g值的方法:将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置,玻璃管足够长,小球竖直向上被弹出,在O点与弹簧分离,然后返回。
在O 点正上方选取一点P,利用仪器精确测得OP间的距离为H,从O点出发至返回O点的时间间隔为T1,小球两次经过P点的时间间隔为T2。
(i)求重力加速度g;(ii)若O点距玻璃管底部的距离为L0,求玻璃管最小长度。
(2)在用单摆测量重力加速度g时,由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图所示.这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比,哪个大?试定量比较。
高考物理新力学知识点之直线运动真题汇编附答案解析
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高考物理新力学知识点之直线运动真题汇编附答案解析一、选择题1.某质点沿一直线运动,其速度的二次方(v 2)与位移(x )的关系图线如图所示,则该质点在0~12m 的运动过程中( )A .加速度越来越大B .所用的时间为3sC .经过x =6m 时的速度大小为4m/sD .0~6m 和6~12m 所用的时间之比为1:12.一辆小车从A 点由静止开始做匀加速直线运动,先后经过B 点和C 点,已知它经过B 点时的速度为v ,经过C 点时的速度为3v ,则AB 段与BC 段位移之比为A .1:3B .1:5C .1:8D .1:9 3.物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为16 m 的路程,第一段用时4 s ,第二段用时2 s ,则物体的加速度是A .22m/s 3B .24m/s 3C .28m/s 9D .216m/s 94.如图所示为甲、乙两个质点沿同一方向做直线运动的位移—时间图像(x —t 图像),甲做匀速直线运动,乙做匀加速直线运动,t =4s 时刻图像乙的切线交时间轴t =1.5s 点处,由此判断质点乙在t =0时刻的速度是质点甲速度的( )A .15倍B .25倍C .38倍D .58倍 5.如图是一辆汽车做直线运动的x —t 图像,对线段OA 、AB 、BC 、CD 所表示的运动,下列说法错误的是()A .汽车在OA 段运动得最快B.汽车在AB段静止C.CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相反D.4 h内汽车的位移大小为零6.AK47步枪成为众多军人的最爱.若该步枪的子弹在枪膛内的加速度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.子弹离开枪膛时的速度为450 m/sB.子弹离开枪膛时的速度为600 m/sC.子弹在枪膛内运动的距离小于0. 45 mD.子弹在枪膛内运动的距离大于0. 45 m7.如图所示,直线a与四分之一圆弧b分别表示质点A、B从同一地点出发,沿同一方向做直线运动的v—t图线。
高考物理最新力学知识点之直线运动真题汇编含答案解析
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高考物理最新力学知识点之直线运动真题汇编含答案解析一、选择题1.某质点沿一直线运动,其速度的二次方(v2)与位移(x)的关系图线如图所示,则该质点在0~12m的运动过程中()A.加速度越来越大B.所用的时间为3sC.经过x=6m时的速度大小为4m/s D.0~6m和6~12m所用的时间之比为1:1 2.汽车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动,后来以2m/s2的加速度刹车,那么刹车后6s内的位移是()A.24m B.25m C.96m D.96m或24m3.静止在粗糙水平地面上的物块,在恒定水平拉力的作用下开始运动,当位移为2x0时撤去外力,此时动能为E k0,继续滑行x0后停下来,其动能随位移变化的关系如图所示。
根据图像中己知信息,不能确定的物理量是()A.恒定水平拉力的大小B.物块与水平地面之间的动摩擦因数C.物块加速运动和减速运动的时间之比D.物块加速运动和减速运动的加速度大小之比4.甲、乙两车在两平行车道上沿同一方向做直线运动,t=0时刻起,它们的位移随时间变化的图象如图所示,其中曲线是甲车的图线,直线为乙车的图线。
下列说法正确的是()A.0~12 s内,甲车先做加速运动后做减速运动B.0~8 s内,两车的平均速度均为4.5 m/sC.4 s末,甲车的速度小于乙车的速度D.0~8 s内的任意时刻,甲、乙两车的速度都不相等5.物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为16 m的路程,第一段用时4 s,第二段用时2 s,则物体的加速度是A .22m/s 3B .24m/s 3C .28m/s 9D .216m/s 96.如图所示为甲、乙两个质点沿同一方向做直线运动的位移—时间图像(x —t 图像),甲做匀速直线运动,乙做匀加速直线运动,t =4s 时刻图像乙的切线交时间轴t =1.5s 点处,由此判断质点乙在t =0时刻的速度是质点甲速度的( )A .15倍B .25倍C .38倍D .58倍 7.一辆急救车快要到达目的地时开始刹车,做匀减速直线运动.开始刹车后的第1s 内和第2s 内位移大小依次为10m 和6m ,则刹车后4s 内的位移是A .16mB .18mC .32mD .40m8.在t=0时,将一乒乓球以某一初速度竖直向上抛出,一段时间后落回抛出点。
高考物理直线运动题20套(带答案)
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高考物理直线运动题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.一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.0t =时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至1t s =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v t -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1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ; (2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.【答案】(1)10.1μ=20.4μ=(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v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左,大小也是v 4m/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24/0/1m s m sg sμ-=解得20.4μ=木板与墙壁碰撞前,匀减速运动时间1t s =,位移 4.5x m =,末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212x vt at =+ 带入可得21/a m s =木块和木板整体受力分析,滑动摩擦力提供合外力,即1g a μ= 可得10.1μ=(2)碰撞后,木板向左匀减速,依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214/3a m s =对滑块,则有加速度224/a m s =滑块速度先减小到0,此时碰后时间为11t s = 此时,木板向左的位移为2111111023x vt a t m =-=末速度18/3v m s =滑块向右位移214/022m s x t m +== 此后,木块开始向左加速,加速度仍为224/a m s =木块继续减速,加速度仍为214/3a m s =假设又经历2t 二者速度相等,则有22112a t v a t =- 解得20.5t s =此过程,木板位移2312121726x v t a t m =-=末速度31122/v v a t m s =-= 滑块位移24221122x a t m == 此后木块和木板一起匀减速.二者的相对位移最大为13246x x x x x m ∆=++-= 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211/a g m s μ==位移23522v x m a==所以木板右端离墙壁最远的距离为135 6.5x x x m ++= 【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2.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/s 2).【答案】(1)2m/s 2,0.5m/s 2(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.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。
高考物理直线运动试题(有答案和解析)及解析
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高考物理直线运动试题(有答案和解析)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m .减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s 2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值. 【答案】(1)28/m s ,2.5s ;(2)0.3s ;(3)0415F mg =【解析】 【分析】 【详解】(1)设减速过程中,汽车加速度的大小为a ,运动时间为t ,由题可知初速度020/v m s =,末速度0t v =,位移2()211f x x =-≤由运动学公式得:202v as =①2.5v t s a==② 由①②式代入数据得28/a m s =③2.5t s =④(2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ∆,由运动学公式得0L v t s ='+⑤ 0t t t ∆='-⑥联立⑤⑥式代入数据得0.3t s ∆=⑦(3)设志愿者力所受合外力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为0F ,志愿者的质量F ma =⑧由平行四边形定则得2220()F F mg =+⑨联立③⑧⑨式,代入数据得0415F mg =⑩2.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 。
高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析
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高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m .减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s 2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值. 【答案】(1)28/m s ,2.5s ;(2)0.3s ;(3)0415F mg =【解析】 【分析】 【详解】(1)设减速过程中,汽车加速度的大小为a ,运动时间为t ,由题可知初速度020/v m s =,末速度0t v =,位移2()211f x x =-≤由运动学公式得:202v as =①2.5v t s a==② 由①②式代入数据得28/a m s =③2.5t s =④(2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ∆,由运动学公式得0L v t s ='+⑤ 0t t t ∆='-⑥联立⑤⑥式代入数据得0.3t s ∆=⑦(3)设志愿者力所受合外力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为0F ,志愿者的质量为m ,由牛顿第二定律得F ma =⑧由平行四边形定则得2220()F F mg =+⑨联立③⑧⑨式,代入数据得0415F mg =⑩2.如图所示,一木箱静止在长平板车上,某时刻平板车以a = 2.5m/s 2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动,当速度达到v = 9m/s 时改做匀速直线运动,己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ= 0.225,箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g 取10m/s 2)。
高考物理直线运动题20套(带答案)
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高考物理直线运动题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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/s2,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:μ=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.2.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s.分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移到了2m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m,由此可以求得()A.第1次闪光时质点的速度B.质点运动的加速度C.质点运动的初速度D.从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移【答案】ABD【解析】试题分析:根据得;,故B不符合题意;设第一次曝光时的速度为v,,得:,故A不符合题意;由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间,故无法知道初速度,故C符合题意;设第一次到第二次位移为;第三次到第四次闪光为,则有:;则;而第二次闪光到第三次闪光的位移,故D不符合题意考点:考查了匀变速直线运动规律的综合应用,要注意任意一段匀变速直线运动中,只有知道至少三个量才能求出另外的两个量,即知三求二.3.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/s2.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x 2=2002v a -④x 2=75 m⑤小轿车从发现物体到停止的全部距离为 x=x 1+x 2=90m ⑥ △x=x ﹣50m=40m ⑦4.美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA 的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”,飞行员将飞艇开到6000m 的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25s 之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动,若飞艇离地面的高度不得低于500m .重力加速度g 取10m/s 2,试计算: (1)飞艇在25s 内所下落的高度;(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的多少倍. 【答案】(1)飞艇在25s 内所下落的高度为3000m ;(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的2.152倍. 【解析】:(1)设飞艇在25 s 内下落的加速度为a 1,根据牛顿第二定律可得 mg -F 阻=ma 1, 解得:a 1==9.6 m/s 2. 飞艇在25 s 内下落的高度为 h 1=a 1t 2=3000 m.(2)25 s 后飞艇将做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度v 为 v =a 1t =240 m/s.减速运动下落的最大高度为 h 2=(6000-3000-500)m =2500 m. 减速运动飞艇的加速度大小a 2至少为 a 2==11.52 m/s 2.设座位对大学生的支持力为N ,则 N -mg =ma 2, N =m (g +a 2)=2.152mg根据牛顿第三定律,N′=N即大学生对座位压力是其重力的2.152倍.5.(13分)如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=37°。
高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)含解析
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高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量,准确地确定它的量值,无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。
(1)如图所示是一种较精确测重力加速度g值的方法:将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置,玻璃管足够长,小球竖直向上被弹出,在O点与弹簧分离,然后返回。
在O 点正上方选取一点P,利用仪器精确测得OP间的距离为H,从O点出发至返回O点的时间间隔为T1,小球两次经过P点的时间间隔为T2。
(i)求重力加速度g;(ii)若O点距玻璃管底部的距离为L0,求玻璃管最小长度。
(2)在用单摆测量重力加速度g时,由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图所示.这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比,哪个大?试定量比较。
(3)精确的实验发现,在地球上不同的地方,g的大小是不同的,下表列出了一些地点的重力加速度。
请用你学过的知识解释,重力加速度为什么随纬度的增加而增大?【答案】(1)22128H gT T =-, 2102212T HL T T +-;(2)求出的重力加速度比实际值大;(3)解析见详解。
【解析】 【详解】(1)(i )小球从O 点上升到最大高度过程中:211122T h g ⎛⎫= ⎪⎝⎭小球从P 点上升的最大高度:222122T h g ⎛⎫= ⎪⎝⎭依据题意:12h h H -= 联立解得:22128Hg T T =-(ii )真空管至少的长度:01L L h =+故2102212T HL L T T =+- (2)以l 表示摆长,θ表示摆线与竖直方向的夹角,m 表示摆球的质量,F 表示摆线对摆球的拉力,T 表示摆球作题图所示运动的周期,小球受力分析如图:则有 F sin θ=mL sin θ(2Tπ)2, F cos θ=mg由以上式子得:T =2πLcos gθ,而单摆的周期公式为 T ′=2πLg ,即使在单摆实验中,摆角很小,θ<5°,但cos θ<l ,这表示对于同样的摆长L ,摆球在水平面内作圆周运动的周期T 小于单摆运动的周期T ′,所以把较小的周期通过求出的重力加速度的数值将大于g 的实际值。
高考物理直线运动题20套(带答案)
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高考物理直线运动题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m .减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s 2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值. 【答案】(1)28/m s ,2.5s ;(2)0.3s ;(3)0415F mg =【解析】 【分析】 【详解】(1)设减速过程中,汽车加速度的大小为a ,运动时间为t ,由题可知初速度020/v m s =,末速度0t v =,位移2()211f x x =-≤由运动学公式得:202v as =①2.5v t s a==② 由①②式代入数据得28/a m s =③2.5t s =④(2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ∆,由运动学公式得0L v t s ='+⑤ 0t t t ∆='-⑥联立⑤⑥式代入数据得0.3t s ∆=⑦(3)设志愿者力所受合外力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为0F ,志愿者的质量为m ,由牛顿第二定律得F ma =⑧由平行四边形定则得2220()F F mg =+⑨联立③⑧⑨式,代入数据得0415F mg =⑩2.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 /s 2,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x 0=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)0120120km /h m /s 3.6v ==,6060km /h m /s 3.6v == 根据速度公式v =v 0-at ,加速度大小最大为2.5m/s 2解得:t =3.3s ;(2)反应期间做匀速直线运动,x 1=v 0t 1=66.6m ;匀减速的位移:2202v 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.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。
高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析
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高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接,斜面上AB 的长度为3L ,BC 、CD 的长度均为3.5L ,BC 部分粗糙,其余部分光滑。
如图,4个“— ”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上,从下往上依次标为1、2、3、4,滑块上长为L 的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连,滑块1恰好在A 处。
现将4个滑块一起由静止释放,设滑块经过D 处时无机械能损失,轻杆不会与斜面相碰。
已知每个滑块的质量为m 并可视为质点,滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tan θ,重力加速度为g 。
求(1)滑块1刚进入BC 时,滑块1上的轻杆所受到的压力大小;(2)4个滑块全部滑上水平面后,相邻滑块之间的距离。
【答案】(1)3sin 4F mg θ=(2)43d L = 【解析】【详解】(1)以4个滑块为研究对象,设第一个滑块刚进BC 段时,4个滑块的加速度为a ,由牛顿第二定律:4sin cos 4mg mg ma θμθ-⋅=以滑块1为研究对象,设刚进入BC 段时,轻杆受到的压力为F ,由牛顿第二定律:sin cos F mg mg ma θμθ+-⋅=已知tan μθ= 联立可得:3sin 4F mg θ= (2)设4个滑块完全进入粗糙段时,也即第4个滑块刚进入BC 时,滑块的共同速度为v 这个过程, 4个滑块向下移动了6L 的距离,1、2、3滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3L 、2L 、L ,由动能定理,有:214sin 6cos 32)4v 2mg L mg L L L m θμθ⋅-⋅⋅++=⋅( 可得:v 3sin gL θ= 由于动摩擦因数为tan μθ=,则4个滑块都进入BC 段后,所受合外力为0,各滑块均以速度v 做匀速运动;第1个滑块离开BC 后做匀加速下滑,设到达D 处时速度为v 1,由动能定理:()22111sin 3.5v v 22mg L m m θ⋅=- 可得:1v 4sin gL θ=当第1个滑块到达BC 边缘刚要离开粗糙段时,第2个滑块正以v 的速度匀速向下运动,且运动L 距离后离开粗糙段,依次类推,直到第4个滑块离开粗糙段。
高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)及解析
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高考物理试卷分类汇编物理直线运动(及答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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/s3.6v==,6060km/h m/s3.6v==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:2202v 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.2.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B静止在足够长的平板小车C上,B与小车的接触面光滑,小车的左端紧贴平台的右端.从M点由静止释放的物体A滑至轨道最右端P点后再滑上小车,物体A滑上小车后若与物体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/s2.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3316m 【解析】试题分析:(1)物体A 由M 到N 过程中,由动能定理得:m A gR=m A v N 2 在N 点,由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=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:F N ′=3m A g=30N (2)物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意,舍去) (3)物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -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 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1,则2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得:L 1=94m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: (m A + m B )v 3= m A v 2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v 4 (m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4 此过程中A 相对小车的位移大小为L 2,则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得:L 2=316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律.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v 0=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/s2、a2=6m/s2 .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△t1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△t1+=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t,即:v0-a2t=v0-a1(t+△t2)解得:t=2s则v=v0-a2t=3m/s此时,甲车的位移为:乙车的位移为:s2=v0△t2+=24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为:s0=s2-s1=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.如图所示,在光滑的水平地面上,相距L=10 m的A、B两个小球均以v0=10 m/s向右运动,随后两球相继滑上倾角为30°的足够长的光滑斜坡,地面与斜坡平滑连接,取g=10 m/s2.求:A球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇.【答案】2.5s【解析】试题分析:设A球滑上斜坡后经过t1时间B球再滑上斜坡,则有:1sA球滑上斜坡后加速度m/s2设此时A球向上运动的位移为,则m此时A球速度m/sB球滑上斜坡时,加速度与A相同,以A为参考系,B相对于A以m/s做匀速运动,设再经过时间它们相遇,有:s则相遇时间s考点:本题考查了运动学公式的应用5.如图甲所示,质量为M=3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的v-t图象如图乙所示,( g取10m/s2)求:(1)小物体A和B与平板小车之间的动摩擦因数μA、μB(2)判断小车在0~1.0s内所做的运动,并说明理由?(3)要使A、B在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少?【答案】(1)0.3;(2)小车静止;(3)7.2m【解析】试题分析:(1)由v-t图可知,在第1 s内,物体A、B的加速度大小相等,均为a =3.0 m/s2.根据牛顿第二定律:f =μmg=ma 可得μA=μB=0.3(2)物体A、B所受摩擦力大小均为F f=ma=3.0 N,方向相反,根据牛顿第三定律,车C受A、B的摩擦力也大小相等,方向相反,合力为零,故小车静止。
高考物理直线运动题20套(带答案)及解析
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高考物理直线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接,斜面上AB 的长度为3L ,BC 、CD 的长度均为3.5L ,BC 部分粗糙,其余部分光滑。
如图,4个“— ”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上,从下往上依次标为1、2、3、4,滑块上长为L 的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连,滑块1恰好在A 处。
现将4个滑块一起由静止释放,设滑块经过D 处时无机械能损失,轻杆不会与斜面相碰。
已知每个滑块的质量为m 并可视为质点,滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tan θ,重力加速度为g 。
求(1)滑块1刚进入BC 时,滑块1上的轻杆所受到的压力大小; (2)4个滑块全部滑上水平面后,相邻滑块之间的距离。
【答案】(1)3sin 4F mg θ=(2)43d L =【解析】 【详解】(1)以4个滑块为研究对象,设第一个滑块刚进BC 段时,4个滑块的加速度为a ,由牛顿第二定律:4sin cos 4mg mg ma θμθ-⋅=以滑块1为研究对象,设刚进入BC 段时,轻杆受到的压力为F ,由牛顿第二定律:sin cos F mg mg ma θμθ+-⋅=已知tan μθ= 联立可得:3sin 4F mg θ=(2)设4个滑块完全进入粗糙段时,也即第4个滑块刚进入BC 时,滑块的共同速度为v 这个过程, 4个滑块向下移动了6L 的距离,1、2、3滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3L 、2L 、L ,由动能定理,有:214sin 6cos 32)4v 2mg L mg L L L m θμθ⋅-⋅⋅++=⋅( 可得:v 3sin gL θ=由于动摩擦因数为tan μθ=,则4个滑块都进入BC 段后,所受合外力为0,各滑块均以速度v 做匀速运动;第1个滑块离开BC 后做匀加速下滑,设到达D 处时速度为v 1,由动能定理:()22111sin 3.5v v 22mg L m m θ⋅=- 可得:1v 4sin gL θ=当第1个滑块到达BC 边缘刚要离开粗糙段时,第2个滑块正以v 的速度匀速向下运动,且运动L 距离后离开粗糙段,依次类推,直到第4个滑块离开粗糙段。
高考物理专题力学知识点之直线运动真题汇编含答案解析
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高考物理专题力学知识点之直线运动真题汇编含答案解析一、选择题1.一汽车在平直公路上做刹车实验,t =0时刻起运动位移与速度的关系式为x=20-0.2v 2(m ),下列分析正确的是( )A .上述过程的加速度大小为10m/s 2B .刹车过程持续的时间为4sC .t =0时刻的初速度为20m/sD .刹车过程的位移为5m2.静止在粗糙水平地面上的物块,在恒定水平拉力的作用下开始运动,当位移为2x 0时撤去外力,此时动能为E k0,继续滑行x 0后停下来,其动能随位移变化的关系如图所示。
根据图像中己知信息,不能确定的物理量是( )A .恒定水平拉力的大小B .物块与水平地面之间的动摩擦因数C .物块加速运动和减速运动的时间之比D .物块加速运动和减速运动的加速度大小之比 3.汽车刹车后做匀减速直线运动,最后停了下来,在汽车刹车的过程中,汽车前半程的平均速度与后半程的平均速度之比是( )A .()21:1+B .2:1C .()1:21+ D .1:2 4.在平直公路上行驶的甲车和乙车,它们沿同一方向运动的v t -图像如图所示。
已知0t =时刻乙车在甲车前方10m 处,下列说法正确的是( )A .2s t =时,甲、乙两车相遇B .04s ~内,甲、乙两车位移相等C .甲、乙两车之间的最小距离为6mD .相遇前甲、乙两车之间的最大距离为18m5.AK47步枪成为众多军人的最爱.若该步枪的子弹在枪膛内的加速度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )A .子弹离开枪膛时的速度为450 m /sB .子弹离开枪膛时的速度为600 m /sC .子弹在枪膛内运动的距离小于0. 45 mD .子弹在枪膛内运动的距离大于0. 45 m6.一辆汽车以v 0=8m/s 的初速度前进,突然发现前面有石块,便以大小为4m/s 2的加速度刹车,则刹车后2.5s 内的位移为( )A .8mB .10mC .12mD .15m7.如图所示是物体运动的v -t 图像,从t =0开始,下列说法不正确的是( )A .t 1时刻离出发点最远B .t 2~t 3时间内,加速度沿负方向C .在0~t 2与t 2~t 4这两段时间内,物体的运动方向相反D .在t 1~t 2与t 2~t 3时间内,物体的加速度大小和方向都相同8.一物体在高处以初速度20m/s 竖直上抛,到达离抛出点15m 处所经历的时间不可能是( )A .1sB .2sC .3sD .()27s + 9.汽车以10m/s 的速度在水平路面上做匀速直线运动,后来以2m/s 2的加速度刹车,那么刹车后6s 内的位移是( )A .24mB .25mC .96mD .96m 或24m10.质量m=1kg 的物体在水平拉力F 作用下沿水平面做直线运动,t=2s 时撤去力F ,物体速度时间图像如下,下列说法不正确的是A .前2s 内与后4s 内摩擦力的平均功率相同,两段的平均速度不同B.F:f=3:1C.全程合外力的功与合外力的冲量均为0D.4s时克服摩擦力做功的功率为12.5W11.两个质点A、B放在同一水平面上,从同一位置沿相同方向做直线运动,其运动的v-t 图象如图所示.对A、B运动情况的分析,下列结论正确的是A.在6s末,质点A的加速度大于质点B的加速度B.在0-12s时间内,质点A的平均速度为76 msC.质点A在0-9s时间内的位移大小等于质点B在0-3s时间内的位移大小D.在12s末,A、B两质点相遇12.将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2s,它们运动的v-t图像分别如图中直线甲、乙所示。
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高考物理直线运动真题汇编( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间) t 0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0 =72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m.减速过程中汽车位移s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.【答案】( 1)8m / s2,2.5s;( 2)0.3s;( 3)F041 mg5【解析】【分析】【详解】(1)设减速过程中,汽车加速度的大小为a,运动时间为t,由题可知初速度v020m / s ,末速度 v t0 ,位移 f ( x)2x2 1 1由运动学公式得:v022as ①t v02.5s ②a由①② 式代入数据得a8m / s2③t 2.5s④(2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ,由运动学公式得L v0t s ⑤t t t0⑥联立⑤⑥式代入数据得t0.3s ⑦(3)设志愿者力所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作用力的大小为F0,志愿者的质量为 m,由牛顿第二定律得F ma ⑧由平行四边形定则得F 2 F 2( mg) 2⑨联立③⑧⑨式,代入数据得F041⑩mg52.如图所示,一木箱静止在长平板车上,某时刻平板车以 a = 2. 5m/ s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动,当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动,己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ= 0.22 5,箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g 取10m/s 2)。
求:(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小(2)木箱做加速运动的时间和位移的大小(3)要使木箱不从平板车上滑落,木箱开始时距平板车右端的最小距离。
【答案】( 1)(2)4s;18m(3) 1.8m【解析】试题分析:(1)设木箱的最大加速度为,根据牛顿第二定律解得则木箱与平板车存在相对运动,所以车在加速过程中木箱的加速度为(2)设木箱的加速时间为,加速位移为。
(3)设平板车做匀加速直线运动的时间为,则达共同速度平板车的位移为则要使木箱不从平板车上滑落,木箱距平板车末端的最小距离满足考点:牛顿第二定律的综合应用.3.如图, AB 是固定在竖直平面内半径 R=1.25m 的 1/4 光滑圆弧轨道,OA 为其水平半径,圆弧轨道的最低处 B 无缝对接足够长的水平轨道,将可视为质点的小球从轨道内表面最高点 A 由静止释放.已知小球进入水平轨道后所受阻力为其重力的0.2 倍, g 取10m/s 2.求:(1)小球经过 B 点时的速率;(2)小球刚要到 B 点时加速度的大小和方向;(3)小球过 B 点后到停止的时间和位移大小.【答案】( 1) 5 m/s ( 2) 20m/s 2加速度方向沿 B 点半径指向圆心( 3) 25s 6.25m【解析】(1)小球从 A 点释放滑至 B 点,只有重力做功,机械能守恒:mgR=1mv B22解得 v B=5m/s(2)小环刚要到 B 点时,处于圆周运动过程中,a1 v B252m / s220m / s2R 1.25加速度方向沿 B 点半径指向圆心(3)小环过 B 点后继续滑动到停止,可看做匀减速直线运动:0.2mg=ma 2,解得 a2=2m/s 2t2v B2.5s a2s 1a2t 2 6.25m 24.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 =14m / s2=2m / s2;m75s 末的速度为: v=at=2 × 5m/s=10m/s.(2) 5s 内的位移为:x= 1at 2=122【点睛】2× 2×5m = 25m .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.5. 一辆汽车以 1m/s 2 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 v 0t1 at2 , 可 以 得 到 :2v 0x1at18011 12 m / s 9m / s ; t212 2(2)由速度与时间关系可以得到:vv 0 at 9m / s1 12m / s 21m / s ; (3)根据题意可以知道,匀速运动的时间为:x 1 105 5s ,如图所示:t 1sv21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 。
6. 一辆长途客车正以v=20m/s 的速度匀速行驶,突然,司机看见车的正前方x 0 33m 处有一只狗,如图(甲)所示,司机立即采取制动措施,若从司机看见狗开始计时( t=0),长途客车的“速度一时间”图象如图(乙)所示。
(1)求长途客车制动时的加速度;(2)求长途客车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离;(3)若狗正以 v=4m/s 的速度与长途客车同向奔跑,问狗能否摆脱被撞的噩运【答案】( 1)a5m/s2( 2)s50m( 3)狗被撞【解析】( 1)根据加速度的定义可由图像得:a v0205m/s2t 4.50.5(2)根据v—t图线下面的面积值为位移大小,则由图像可得:x 1v0t1t21200.5 4.550m 22(3)当客车由v020m/s 减速到v4m/s 时,所需时间为tv4203.2s a5司机从看到狗到速度减为v4m/s 所通过的位移为x1v0t1v2v022a48.4m而狗通过的位移为x2v t1t14.8mx23347.8m因为 x1x233 ,所以狗将被撞。
综上所述本题答案是:(1)a5m/s2(2)x50m (3)狗将被撞7.我国 ETC联网正式启动运行, ETC是电子不停车收费系统的简称.汽车分别通过ETC 通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以v0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶,如果过 ETC通道,需要在收费线中心线前10m 处正好匀减速至 v=5m/s ,匀速通过中心线后,再匀加速至 v0正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20s 缴费成功后,再启动汽车匀加速至v0正常行驶.设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为 1m/s2,求:(1)汽车过 ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;(2)汽车过 ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少.【答案】( 1) 210m( 2) 27s【解析】试题分析:(1)汽车过ETC通道:减速过程有:,解得加速过程与减速过程位移相等,则有:解得:(2)汽车过ETC通道的减速过程有:得总时间为:汽车过人工收费通道有:, x2=225m所以二者的位移差为:△=x2﹣ x1=225m ﹣210m=15m .( 1 分)则有:27s考点:考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时,由于这一块的公式较多,涉及的物理量较多,并且有时候涉及的过程也非常多,所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰,对给出的物理量所表示的含义明确,然后选择正确的公式分析解题8.2015 年 12 月 20 日 11 时 42 分,深圳光明新区长圳红坳村凤凰社区宝泰园附近山坡垮塌, 20 多栋厂房倒塌,91 人失联.假设当时有一汽车停在小山坡底(如图所示),突然司机发现在距坡底S1=180m 的山坡处泥石流以2m/s 的初速度、 0.7m/s 2的加速度匀加速倾泻而下,假设司机(反应时间为1s)以 0.5m/s 2的加速度匀加速启动汽车且一直做匀加速直线运动,而泥石流到达坡底后速率不变且在水平面做匀速直线运动.问:(1)泥石流到达坡底后的速率是多少?到达坡底需要多长时间?(2)从汽车启动开始,经过多长时间才能加速到泥石流达坡底后的速率?(3)汽车司机能否安全逃离泥石流灾害?【答案】( 1) 20s 16 m/s ( 2) 32s(3)能安全逃离【解析】【分析】【详解】(1)设泥石流到达坡底的时间为 t 1,速率为 v1,则由v12-v02=2as1得v1=16 m/s由v1=v0+a1t1得t 1=20 s(2)设汽车从启动到速度与泥石流的速度相等所用的时间为t ,则:由v 汽=v1=a′ t得t=32s(3)所以 s 汽=256ms 石 =v1t ′1=v( t+1 ﹣ t1)=16 ×( 32+1﹣20) =208m因为 s 石<s 汽,所以能安全逃离9.第 21 届世界杯足球赛于2018 年在俄罗斯境内举行,也是世界杯首次在东欧国家举行.在足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中.某足球场长90 m 、宽 60 m,如图所示.攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为 2 m/s 2.试求:(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大?(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员沿边线向前追赶足球,他的启动过程可以视为初速度为0 ,加速度为 2 m/s2的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8 m/s. 该前锋队员至少经过多长时间能追上足球?(3)若该前锋队员追上足球后,又将足球以10m/s 的速度沿边线向前踢出,足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动。
与此同时,由于体力的原因,该前锋队员以6m/s 的速度做匀速直线运动向前追赶足球,通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。
【答案】 (1) 36 m(2) 6.5 s( 3)前锋队员不能在底线前追上足球【解析】【详解】(1)已知足球的初速度为1= 12 m/s ,加速度大小为1=2 m/s2,足球做匀减速运动的时v a间为运动位移为.(2)已知前锋队员的加速度为 a 2=2 m/s 2,最大速度为v2=8 m/s ,前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为,之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为x3=v2(t1-t 2)=8× 2 m= 16 m.由于 x2+ x3<x1,故足球停止运动时,前锋队员还没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得x1- (x2+ x3 )= v2t3,代入数据解得 t 3=0.5 s.前锋队员追上足球所用的时间t= t1+ t3= 6.5 s.(3)此时足球距底线的距离为:x=45-x=9m,速度为 v =10m/ s413足球运动到停止的位移为:所以,足球运动到底线时没停由公式,足球运动到底线的时间为:t 4=1 s前锋队员在这段时间内匀速运动的位移:x3=vt 4=6m<9m所以前锋队员不能在底线前追上足球.【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的位移关系,结合运动学公式灵活求解.由于是多过程问题,解答时需细心.10.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。