高考物理专题汇编直线运动(一)含解析
高考高考物理试题分项解析1 线运动1
定额市鞍钢阳光实验学校专题01 直线运动一、选择题1.【2016·上海卷】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 9【答案】B【考点定位】匀变速直线运动规律、匀变速直线运动的推论【方法技巧】本题先通过物体做匀加速直线运动,t 时间内的平均速度等于2t时刻的瞬时速度,求出两段时间中间时刻的瞬时速度,再根据加速度公式计算出物体的加速度。
2.【2016·全国新课标Ⅲ卷】一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍。
该质点的加速度为A .2s tB .232s t C .24s t D .28s t 【答案】A【解析】设初速度为1v ,末速度为2v ,根据题意可得221211922mv mv ⋅=,解得213v v =,根据0+v v at =,可得113+v v at =,解得12at v =,代入2112s v t at =+可得2sa t=,故A 正确。
【考点定位】考查了匀变速直线运动规律的应用【方法技巧】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明了,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。
3.【2016·江苏卷】小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度v 和位置x 的关系图象中,能描述该过程的是【答案】A【考点定位】考查匀变速运动的图像【方法技巧】本题重在考查匀变速运动的规律及图像,细节在运动的方向上,可由此排除CD 选项;结合速度与位移的二次函数关系,可排除B 选项。
高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动 第1讲 描述直线运动的基本概念教学案(含解析)
第1讲描述直线运动的基本概念➢教材知识梳理一、质点用来代替物体的________的点.质点是理想模型.二、参考系研究物体运动时,假定________、用作参考的物体.通常以________为参考系.三、时刻和时间1.时刻指的是某一瞬时,在时间轴上用一个________来表示,对应的是位置、瞬时速度、动能等状态量.2.时间是两时刻的间隔,在时间轴上用一段________来表示,对应的是位移、路程、功等过程量.四、路程和位移1.路程指物体________的长度,它是标量.2.位移是由初位置指向末位置的________,它是矢量.五、速度1.定义:物体运动________和所用时间的比值.定义式:v=________.2.方向:沿物体运动的方向,与________同向,是矢量.六、加速度1.定义:物体________和所用时间的比值.定义式:a=________.2.方向:与________一致,由F合的方向决定,而与v0、v的方向无关,是矢量.,答案:一、有质量二、不动地面三、1.点 2.线段四、1 运动轨迹 2.有向线段五、1.位移Δx Δt2.位移六、1.速度的变化量ΔvΔt2.Δv的方向[思维辨析](1)参考系必须是静止的物体.( )(2)做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程.( )(3)平均速度的方向与位移方向相同.( )(4)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向.( )(5)甲的加速度a甲=12 m/s2,乙的加速度a乙=-15 m/s2,a甲<a乙.( )(6)物体的加速度增大,速度可能减小.( )答案:(1)(×)(2)(×)(3)(√)(4)(√)(5)(√)(6)(√)➢考点互动探究考点一质点、参考系、位移1.(质点、参考系、位移)[2016·会昌中学模拟] 在中国海军护航编队“某某〞舰、“千岛湖〞舰护送下,“某某锦绣〞“银河〞等13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域,此次护航总航程4500海里.假设所有船只运动速度相同,那么以下说法中正确的选项是( )A.“4500海里〞指的是护航舰艇的位移B.研究舰队平均速度时可将“千岛湖〞舰看作质点C.以“千岛湖〞舰为参考系,“某某〞舰一定是运动的D.根据此题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度答案:B[解析] 船舰航行轨迹的长度为4500海里,指的是路程,A、C错误;由于舰的大小对航行的位移的影响可以忽略不计,因此可将“千岛湖〞舰看作质点,B正确;因为所有船只运动速度相同,所以它们是相对静止的,C错误;由于不知道航行的位移和时间,所以无法求出平均速度,D错误.2.(质点与参考系)在“金星凌日〞的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,那便是金星.图111为2012年6月6日上演的“金星凌日〞过程,持续时间达六个半小时.下面说法正确的选项是( )图111A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日〞时可将太阳看成质点C.图中9:30:41为凌甚时间D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的答案:D[解析] 金星通过太阳和地球之间时,我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用,所以观测“金星凌日〞时不能将太阳看成质点,选项B 错误;9:30:41为凌甚时刻,选项C 错误;金星相对于太阳的空间位置发生了变化,所以以太阳为参考系,金星是运动的,选项D 正确.3.(位移与路程)[2016·惠阳高三检测] 如图112所示,物体沿两个半径为R 的圆弧由A 到C ,那么它的位移和路程分别为( )图112A.5π2R ,由A 指向C ;10R B.5π2R ,由A 指向C ;5π2R C.10R ,由A 指向C ;5π2RD.10R ,由C 指向A ;5π2R答案:C[解析] 从A 到C 的直线距离l =〔3R 〕2+R 2=10R ,所以位移为10R ,由A 指向C ;从A 到C 的路径长度为πR +34×2πR =52πR ,所以路程为52πR .■ 要点总结1.质点是理想模型,实际并不存在.模型化处理是分析、解决物理问题的重要思想.物理学中理想化的模型有很多,如质点、轻杆、轻绳、轻弹簧等;还有一些过程类理想化模型,如自由落体运动、平抛运动等.2.参考系的选取是任意的.对于同一个物体运动的描述,选用的参考系不同,其运动性质可能不同. 3.对位移和路程的辨析如下表比较项目 位移x路程l决定因素 由始、末位置决定由实际的运动轨迹决定运算规那么 矢量的三角形定那么或平行四边形定那么代数运算大小关系x≤l(路程是位移被无限分割后,所分的各小段位移的绝对值的和)考点二 平均速度、瞬时速度平均速度瞬时速度定义物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值物体在某一时刻或经过某一位置时的速度定义式v =xt(x 为位移)v =ΔxΔt(Δt 趋于零)矢量性矢量,平均速度方向与物体位移方向相同矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹切线方向实际 应用物理实验中通过光电门测速,把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度1 如图113所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx ,用Δx Δt 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使ΔxΔt 更接近瞬时速度,正确的措施是( )图113A .换用宽度更窄的遮光条B .提高测量遮光条宽度的精确度C .使滑块的释放点更靠近光电门D .增大气垫导轨与水平面的夹角 答案:A[解析] 遮光条的宽度越窄,对应的平均速度越接近通过光电门时的瞬时速度,应选项A 正确.提高测量遮光条宽度的精确度,只是提高测量速度的精度,应选项B 错误.改变滑块的释放点到光电门的距离,只是改变测量速度的大小,应选项C 错误.改变气垫导轨与水平面的夹角,只是改变测量速度的大小,应选项D 错误.式题 [2016·西城质检] 用如图114所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度,固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm ,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s ,那么滑块经过光电门位置时的速度大小为( )图114A .0.10 m/sB .100 m/sC .4.0 m/sD .0.40 m/s 答案:A[解析] 遮光条经过光电门的遮光时间很短,所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度,即v =d t =4.0×10-30.040m/s =0.10 m/s ,A 正确.■ 要点总结用极限法求瞬时速度应注意的问题(1)一般物体的运动,用极限法求出的瞬时速度只能粗略地表示物体在这一极短位移内某一位置或这一极短时间内某一时刻的瞬时速度,并不精确;Δt 越小,ΔxΔt越接近瞬时速度.(2)极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续单调变化(单调增大或单调减小)的情况. 考点三 加速度1.速度、速度变化量和加速度的对比比较项目速度速度变化量加速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量,是状态量描述物体速度改变的物理量,是过程量描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量 定义v =Δx ΔtΔv =v -v 0 a =Δv Δt =v -v 0Δt2.两个公式的说明a =Δv Δt 是加速度的定义式,加速度的决定式是a =Fm ,即加速度的大小由物体受到的合力F 和物体的质量m 共同决定,加速度的方向由合力的方向决定.考向一 加速度的理解1.(多项选择)跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机在离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,下落一段时间后打开降落伞,运动员以5 m/s 2的加速度匀减速下降,那么在运动员展开伞后匀减速下降的任一秒内( )A .这一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/sB .这一秒末的速度是前一秒末的速度的15C .这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s D .这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s 答案:CD[解析] 这一秒末与前一秒初的时间间隔为2 s ,所以Δv =10 m/s ,选项A 错误,选项D 正确;这一秒末与前一秒末的时间间隔为1 s ,所以Δv 1=5 m/s ,选项C 正确,选项B 错误.考向二 加速度的计算2.[2016·江门模拟] 如图115所示,小球以v 1=3 m/s 的速度水平向右运动碰到一墙壁,经Δt =0.01 s 后以v 2=2 m/s 的速度沿同一直线反向弹回,小球在这0.01 s 内的平均加速度是( )图115 A.100 m/s2,方向向右B.100 m/s2,方向向左C.500 m/s2,方向向左D.500 m/s2,方向向右答案:C[解析] 取水平向左为正方向,那么v1=-3 m/s,v2=2 m/s,由加速度的定义式可得a=v2-v1Δt=2 m/s-〔-3 m/s〕0.01 s=500 m/s2,方向水平向左,故C正确.考向三加速度与速度的关系3.(多项选择)[2016·某某质检] 我国新研制的隐形战机歼—20已经开始挂弹飞行.在某次试飞中,由静止开始加速,当加速度a不断减小直至为零时,飞机刚好起飞,那么此过程中飞机的( ) A.速度不断增大,位移不断减小B.速度不断增大,位移不断增大C.速度增加越来越快,位移增加越来越慢D.速度增加越来越慢,位移增加越来越快答案:BD[解析] 根据题意,飞机的速度与加速度同向,飞机的速度和位移都在增大,选项A错误,选项B正确;由于加速度减小,所以速度增加越来越慢,而速度增大会使位移变化越来越快,选项C错误,选项D 正确.■ 要点总结(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系,加速度的大小和方向由合力决定.(2)速度变化量的大小与加速度的大小没有必然联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定.(3)物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度的方向关系,而不是看加速度的变化情况.加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢.考点四 匀速直线运动规律的应用匀速直线运动是一种理想化模型,是最基本、最简单的运动形式,应用广泛.例如:声、光的传播都可以看成匀速直线运动,下面是涉及匀速直线运动的几个应用实例.实例计算声音传播时间计算子弹速度或曝光时间 雷达测速由曝光位移求高度 图示说明声波通过云层反射,视为匀速直线运动子弹穿过苹果照片中,子弹模糊部分的长度即曝光时间内子弹的位移通过发射两次(并接收两次)超声波脉冲测定汽车的速度 曝光时间内下落石子的运动视为匀速运动2 [2016·某某卷] 如图116所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为M 0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比.当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t 0,输出电压为U 0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t ,输出电压为U ,那么该同学的身高和质量分别为( )图116A .v(t 0-t),M 0U 0UB.12v(t 0-t),M 0U 0U C .v(t 0-t),M 0U 0(U -U 0)D.12v(t 0-t),M 0U 0(U -U 0) 答案:D[解析] 当没有站人时,测量仪的空间高度为h 0=vt 02,U 0=kM 0,站人时,测量仪中可传播超声波的有效空间高度h =vt 2,U =kM ,故人的高度为H =h 0-h =v 〔t 0-t 〕2,人的质量为m =M -M 0=M 0U 0(U -U 0),选项D 正确.式题1 如图117所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片.该照片经过放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%.子弹飞行速度约为500 m/s ,那么这幅照片的曝光时间最接近( )图117A .10-3s B .10-6s C .10-9s D .10-12s答案:B[解析] 根据匀速直线运动位移公式x =vt 可得,曝光时间(数量级)等于子弹影像前后错开的距离(模型建立的关键点)除以子弹速度,所以,必须知道子弹影像前后错开距离和子弹速度的数量级.根据题意,子弹长度一般不超过10 cm ,所以弹头长度的数量级为10-2m ;根据“子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%〞可得,“子弹影像前后错开的距离〞的数量级应该是10-4m ,而弹头速度500 m/s 的数量级为102m/s ,所以曝光时间最接近的数量级为10-6s.式题2 [2016·某某四校摸底] 一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动.司机发现其将要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,5 s 后听到回声,听到回声后又行驶10 s 司机第二次鸣笛,3 s 后听到回声.此高速公路的最高限速为120 km/h ,声音在空气中的传播速度为340 m/s.请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度,看客车是否超速行驶,以便提醒司机安全行驶.答案:客车未超速[解析] 设客车行驶速度为v1,声速为v2,客车第一次鸣笛时距悬崖距离为L,那么2L-v1t1=v2t1当客车第二次鸣笛时,设客车距悬崖距离为L′,那么2L′-v1t3=v2t3又知L′=L-v1(t1+t2)将t1=5 s、t2=10 s、t3=3 s代入以上各式,联立解得v1=87.43 km/h<120 km/h故客车未超速.■ 建模点拨在涉及匀速直线运动的问题中,无论是求解距离、时间、速度,其核心方程只有一个:x=vt,知道该方程中任意两个量即可求第三个量.解答此类问题的关键主要表现在以下两个方面:其一,空间物理图景的建立;其二,匀速直线运动模型的建立.[教师备用习题]1.(多项选择)[2016·某某模拟] 从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,以下说法正确的选项是( )A.从直升机上看,物体做自由落体运动B.从直升机上看,物体始终在直升机的后方C.从地面上看,物体做平抛运动D.从地面上看,物体做自由落体运动[解析] AC 由于惯性,物体在释放后在水平方向上做匀速直线运动,故在水平方向上和直升机不发生相对运动,而物体在竖直方向上初速度为0,加速度为g,故在竖直方向上做自由落体运动,所以从直升机上看,物体做自由落体运动,应选项A正确,B错误;从地面上看,物体做平抛运动,应选项C正确,选项D错误.2.如下图是做直线运动的某物体的位移—时间图像,根据图中数据可以求出P点的瞬时速度.下面四个选项中最接近P点瞬时速度的是( )word11 /11 A .2 m/s B .2.2 m/s C .2.21 m/s D .无法判断[解析] C 根据公式v =Δx Δt,时间Δt 取得越短,平均速度越接近瞬时速度,A 项的时间段是1 s ,B 项的时间段是0.1 s ,C 项的时间段是0.01 s ,因此选项C 正确.3.用同一X 底片对着小球运动的路径每隔110s 拍一次照,得到的照片如下图,那么小球在图示过程中的平均速度大小是()A .0.25 m/sB .0.2 m/sC .0.17 m/sD .无法确定[解析] C 图示过程中,x =6 cm -1 cm =5 cm =0.05 m ,t =3×110 s ,故v =x t=0.17 m/s ,选项C 正确.4.一质点沿直线Ox 方向做变速运动,它离开O 点的距离x 随时间t 变化的关系为x =(5+2t 3) m ,它的速度随时间t 变化的关系为v =6t 2 m/s ,该质点在t =0到t =2 s 间的平均速度大小和t =2 s 到t =3 s 间的平均速度大小分别为( )A .12 m/s 、39 m/sB .8 m/s 、38 m/sC .12 m/s 、19.5 m/sD .8 m/s 、13 m/s[解析] B t =0时,x 0=5 m ;t =2 s 时,x 2=21 m ;t =3 s 时,x 3=59 m .平均速度v =Δx Δt ,故v 1=x 2-x 02 s=8 m/s ,v 2=x 3-x 21 s =38 m/s.。
高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析
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°。
专题01 直线运动—备战2023年高考物理母题题源解密(全国通用)(原卷版)
专题01 直线运动考向一 匀变速直线运动的规律及应用【母题来源一】2022年高考全国甲卷【母题题文】(2022·全国甲卷·T15)长为l 的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v 0,要通过前方一长为L 的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v (v < v 0)。
已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a 和2a ,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v 0所用时间至少为( ) A.02v v L la v-++B.02v v L la v-++C.()032v v L la v-++D.()032v v L la v-++【母题来源二】2022年高考湖北卷(2022·湖北·T6) 我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。
假设两火车站W 和G 间的铁路里程为1080 km ,W 和G 之间还均匀分布了4个车站。
列车从W 站始发,经停4站后到达终点站G 。
设普通列车的最高速度为108 km/h ,高铁列车的最高速度为324 km/h 。
若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5 m/s 2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W 到G 乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( ) A. 6小时25分钟 B. 6小时30分钟 C. 6小时35分钟 D. 6小时40分钟【命题意图】本类题通常主要考查位移、速度、平均速度、加速度等基本运动概念的理解及匀变速直线运动的规律和应用。
在特定情境中运用匀变速直线运动模型、公式、推论解决问题。
【考试方向】这类试题在考查题型上,通常基本以选择题的形式出现,极个别情况下会出现在计算题中以考查匀变速直线运动的规律及应用。
以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用尝试用能将运动学知识运用到生活中,如体育运动、行车安全、追及和相遇问题尝试用能将运动学知识运用到生活中,如体育运动、行车安全、追及和相遇问题。
高中物理近5年高考全国卷真题分类汇编01 直线运动
高中物理近5年高考全国卷真题分类汇编01 直线运动一、单选题(共3题;共6分)1.(2分)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。
横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。
将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。
若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大2.(2分)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。
上升第一个H4所用的时间为t1,第四个H4所用的时间为t2。
不计空气阻力,则t2t1满足()A.1< t2t1<2B.2<t2t1<3C.3< t2t1<4D.4<t2t1<53.(2分)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车的动能()A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比二、多选题(共7题;共21分)4.(3分)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。
t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。
细绳对物块的拉力f随时间t 变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。
木板与实验台之间的摩擦可以忽略。
重力加速度取g=10 m/s2。
由题给数据可以得出()A.木板的质量为1 kgB.2 s~4 s内,力F的大小为0.4 NC.0~2 s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.25.(3分)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。
某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其v-t 图像如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。
专题1 直线运动(解析版)
专题1 运动的描述和匀变速直线运动一.选择题1.(2021新高考福建)一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点,如图所示.已知该游客从M点漂流到N点的路程为5.4km,用时1h,M、N间的直线距离为1.8km,则从M点漂流到N点的过程中A.该游客的位移大小为5.4kmB.该游客的平均速率为5.4m/sC.该游客的平均速度大小为0.5m/sD.若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0【答案】C【解析】根据位移的定义,从M点漂流到N点的过程中,该游客的位移大小为x=1.8km,根据平均速度的定义,平均速度大小v=x/t=18003600ms=0.5m/s,选项A错误C正确。
平均速率v=s/t=5.4km/h,选项B错误;若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0.5m/s,选项D错误。
2. (2021年6月浙江选考物理)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是()A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点【答案】A【解析】研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫的大小可忽略不计,可将猫看做质点,选项A正确;研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球的大小和形状不能忽略,旋转球不能看做质点,选项B 错误; 研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿的大小不能忽略,不能将鸟儿看做质点,选项C 错误;研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马的大小不能忽略不计,不能把马看做质点,选项D 错误。
3. (2021年1月浙江选考)2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m 。
“奋斗者”号照片如图所示,下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是A.估算下降总时间B.用推进器使其转弯时C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时3. 【答案】A【解析】 “奋斗者”号载人潜水器在下潜时估算下降的总时间时,可以视为质点,选项A 正确;用推进器使其转弯时,必须考虑“奋斗者”号载人潜水器的大小,不能视为质点,选项BC 错误;科学家在“奋斗者”号载人潜水器的舱内进行实验,必须考虑“奋斗者”号载人潜水器内部空间的大小,不能视为质点,选项D 错误。
高考物理直线运动题20套(带答案)含解析
高考物理直线运动题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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。
高考物理力学知识点之直线运动难题汇编附答案解析
高考物理力学知识点之直线运动难题汇编附答案解析一、选择题1.一质点做直线运动的v -t 图像如图所示,下列关于该质点运动的描述错误的是( )A .1s-4s 内的位移大小为24mB .0-1s 内的加速度大小为8m/s 2C .4s 末质点离出发点最远D .0-1s 和4-6s 质点的运动方向相同2.随着无人机航拍风靡全球,每天都有新的航拍爱好者在社交媒体上分享成果.在某次航拍时,无人机起飞时竖直方向的速度随时间变化的规律如图所示,下列说法中正确的是( )A .无人机经5s 达到最高点B .无人机经15s 达到最高点C .无人机飞行的最大高度为75mD .无人机飞行的最大高度为90m3.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 9 4.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 5.2020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。
在这场没有硝烟的战疫中涌现了大量最可爱的人,尤其是白衣天使和人民解放军。
在这场战疫中某次空军基地用直升飞机运送医护人员去武汉,为了保证直升机升空过程中医护人员不至于很难受,飞行员对上升过程某阶段加速度进行了相应操作。
操作的a t -图像如图所示(除ab 段曲线,其余段均为直线,取向上为正),则下列说法正确的是( )A .Oa 和ab 段医护人员处于超重状态,cd 段处于失重状态B .O 到d 整个过程医护人员均处于超重状态C .O 到d 过程速度增量小于20.5m/sD .根据上述图像可求出0~8s 这段时间直升机往上上升的高度6.一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 .40m7.汽车以10m/s 的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15m 处的斑马线上有行人,于是刹车礼让汽车恰好停在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5s .汽车运动的v-t 图如图所示,则汽车的加速度大小为A .220/m sB .26/m sC .25/m sD .24/m s 8.物体由静止开始运动,加速度恒定,在第7s 内的初速度是2.1m/s ,则物体的加速度是( )A .0.3m/s 2B .0.35m/s 2C .2.1m/s 2D .4.2m/s 2 9.一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 + 10.如图所示运动图象,表明物体不处于平衡状态的是( )A .B .C .D .11.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12.5W12.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,则它们从抛出到落地()A.运行的时间相等B.加速度不相同C.落地时的速度相同D.落地时的动能相等13.质量相等的甲、乙两物体放在光滑的水平地面上,分别在水平力F1、F2的作用下从同一地点,沿同一方向同时开始运动,图示为它们的v—t图像,则下列说法正确的是()A.在0~2s内,F1越来越大B.在4~6s内,乙在甲的前方C.在0~4s内,拉力对甲乙做功一样多D.在0~6s内两物体间的最大距离为8m14.某物体原先静止于一光滑水平面上,t=0时受水平外力作用开始沿直线运动,0~8s内其加速度a与时间t的关系如图所示,则下列说法正确的是()A.t=2s时,物体的速度大小为2m/sB.0~2s内,物体通过的位移大小为2mC.0~8s内物体的最大速度为7m/sD .物体在t =8s 时与在t =2s 时的运动方向相反15.2018年10月2日至7日,中国汽车摩托车运动大会在武汉体育中心举办。
2013年高考物理真题汇编全解全析:专题一 质点的直线运动 Word版含解析
专题一 质点的直线运动1.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ,14题)右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表.表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的.根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是( )A.物体具有惯性B .斜面倾角一定时,加速度与质量无关C .物体运动的距离与时间的平方成正比D .物体运动的加速度与重力加速度成正比【解析】选C.本题以伽利略的斜面实验为背景,通过数据反映规律,所以应从数据之间的关系入手.表中第一列数据明显是第二列数据的平方,而第三列物体沿斜面运动的距离之比非常接近第一列数据,所以可以得出结论,在误差允许的范围内,物体运动的距离与时间的平方成正比,选项C 正确.2.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ,19题)如图,直线a 和曲线b 分别是在平直公路上行驶的汽车a 和b 的位置—时间(x t )图线.由图可知( ) A .在时刻t 1,a 车追上b 车B .在时刻t 2,a 、b 两车运动方向相反C .在t 1到t 2这段时间内,b 车的速率先减少后增加D .在t 1到t 2这段时间内,b 车的速率一直比a 车的大 【解析】选BC.本题应从图像角度入手分析物体的运动.本题运动图像为x t 图像,图像中切线的斜率反映速度的大小,a 做匀速直线运动,b 先正向运动速度减小,减到0后负向运动速度增大,选项B 、C 正确,选项D 错误.x t 图像中交点表示相遇,所以在t 1时刻a 、b 相遇,b 追上a ,选项A 错误.3.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ,24题)水平桌面上有两个玩具车A 和B ,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R .在初始时橡皮筋处于拉直状态,A 、B 和R 分别位于直角坐标系中的(0,2l )、(0,-l )和(0,0)点.已知A 从静止开始沿y 轴正向做加速度大小为a 的匀加速运动;B 平行于x 轴朝x 轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中,标记R 在某时刻通过点(l ,l ).假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B 运动速度的大小.【解析】从运动学和运动的合成角度入手,作图寻找几何关系是关键. 设B 车的速度大小为v .如图,标记R 在时刻t 通过点K (l ,l ),此时A 、B 的位置分别为H 、G .由运动学公式,H 的纵坐标y A 、G 的横坐标x B 分别为y A =2l +12at 2 ①x B =vt ②在开始运动时,R 到A 和B 的距离之比为2∶1,即 OE ∶OF =2∶1由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R 到A 和B 的距离之比都为2∶1.因此,在时刻t 有 HK ∶KG =2∶1 ③ 由于△FGH ∽△IGK ,有 HG ∶KG =x B ∶(x B -l ) ④ HG ∶KG =(y A +l )∶(2l ) ⑤ 由③④⑤式得x B =32l ⑥y A =5l ⑦ 联立①②⑥⑦式得 v =146al . ⑧ 【答案】146al4.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ,25题)一长木板在水平地面上运动,在t =0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示.己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上.取重力加速度的大小g =10 m/s 2,求:(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;(2)从t =0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小.【解析】从v t 图像中获取速度及加速度信息.根据摩擦力提供加速度,且不同阶段的摩擦力不同,利用牛顿第二定律列方程求解.(1)从t =0时开始,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止. 由图可知,在t 1=0.5 s 时,物块和木板的速度相同.设t =0到t =t 1时间间隔内,物块和木板的加速度大小分别为a 1和a 2,则a 1=v 1t 1①a 2=v 0-v 1t 1②式中v 0=5 m/s 、v 1=1 m/s 分别为木板在t =0、t =t 1时速度的大小.设物块和木板的质量均为m ,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,由牛顿第二定律得 μ1mg =ma 1 ③ (μ1+2μ2)mg =ma 2 ④ 联立①②③④式得 μ1=0.20 ⑤ μ2=0.30. ⑥(2)在t 1时刻后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动,物块与木板之间的摩擦力改变方向.设物块与木板之间的摩擦力大小为f ,物块和木板的加速度大小分别为a ′1和a ′2,则由牛顿第二定律得 f =ma ′ ⑦2μ2mg -f =ma ′2 ⑧假设f <μ1mg ,则a ′1=a ′2;由⑤⑥⑦⑧式得f =μ2mg >μ1mg ,与假设矛盾.故f =μ1mg ⑨ 由⑦⑨式知,物块加速度的大小a ′1等于a 1;物块的v t 图像如图中点划线所示.由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为s 1=2×v 212a 1⑩ s 2=v 0+v 12t 1+v 212a ′2⑪物块相对于木板的位移的大小为 s =s 2-s 1 ⑫ 联立①⑤⑥⑧⑨⑩⑪⑫式得 s =1.125 m.【答案】(1)0.20 0.30 (2)1.125 m5.(2013·高考大纲全国卷,19题) 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,抛出时间间隔2 s ,它们运动的v t 图象分别如直线甲、乙所示.则( )A .t =2 s 时,两球高度相差一定为40 mB .t =4 s 时,两球相对于各自抛出点的位移相等C .两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D .甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等【解析】选BD.运动过程与v t 图象相结合.甲、乙两小球抛出后均做竖直上抛运动,只是乙的运动滞后2 s .因初始位置高度不同,所以无法确定t =2 s 时两小球的高度差,选项A 错误;v t 图象中位移的大小等于图线与t 轴所围的面积,从图象中可以看出t =4 s 时两球相对于各自抛出点的位移相等,选项B 正确;同时因抛出速度相同,所以从抛出至达到最高点的时间相同,从v t 图象知,该时间间隔均为3 s ,选项D 正确;因两球抛出时高度不同且高度差不确定,运动时间就不确定,选项C 错误.6.(2013·高考大纲全国卷,24题) 一客运列车匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击.坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0 s .在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动.该旅客在此后的20.0 s 内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过.已知每根轨道的长度为25.0 m ,每节货车车厢的长度为16.0 m ,货车车厢间距忽略不计.求:(1)客车运行速度的大小; (2)货车运行加速度的大小.【解析】本题涉及的是匀变速直线运动问题.(1)设连续两次撞击铁轨的时间间隔为Δt ,每根铁轨的长度为l ,则客车速度为v =lΔt①其中l =25.0 m ,Δt =10.016-1s ,得v =37.5 m/s. ②(2)设从货车开始运动后t =20.0 s 内客车行驶了s 1,货车行驶了s 2,货车的加速度为a,30节货车车厢的总长度为L =30×16.0 m .由运动学公式有 s 1=vt ③s 2=12at 2 ④由题给条件有L =s 1-s 2 ⑤由②③④⑤式解得 a =1.35 m/s 2. ⑥【答案】(1)37.5 m/s (2)1.35 m/s 27.(2013·高考天津卷,10题)质量为m =4 kg 的小物块静止于水平地面上的A 点,现用F =10 N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B 点,A 、B 两点相距x =20 m ,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10 m/s 2,求:(1)物块在力F 作用过程发生位移x 1的大小; (2)撤去力F 后物块继续滑动的时间t .【解析】(1)设物块受到的滑动摩擦力为F f ,则 F f =μmg ①根据动能定理,对物块由A 到B 整个过程,有 Fx 1-F f x =0 ② 代入数据,解得 x 1=16 m . ③(2)设刚撤去力F 时物块的速度为v ,此后物块的加速度为a ,滑动的位移为x 2,则 x 2=x -x 1 ④ 由牛顿第二定律得a =F f m⑤由匀变速直线运动公式得 v 2=2ax 2 ⑥以物块运动的方向为正方向,由动量定理,得 -F f t =0-mv ⑦ 代入数据,解得 t =2 s . ⑧ 【答案】(1)16 m (2)2 s8.(2013·高考重庆卷,4题)图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动.分析该实验可知,小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y 随θ变化的图象分别对应图2中的( )A .①、②和③B .③、②和 ①C .②、③和①D .③、①和 ②【解析】选B.小球对斜面的压力F N =mg cos θ,其最大值为mg ,y =F N mg=cos θ,对应于图象③;小球运动的加速度a =g sin θ,其最大值为g ,所以y =a g=sin θ,对应于图象②;重力加速度不变,故y =1,对应于图象①,选项B 正确.9.(2013·高考山东卷,22题) 如图所示,一质量m =0.4 kg 的小物块,以v 0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t =2 s 的时间物块由A 点运动到B 点,A 、B 之间的距离L =10 m .已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=33.重力加速度g 取10 m/s 2. (1)求物块加速度的大小及到达B 点时速度的大小.(2)拉力F 与斜面夹角多大时,拉力F 最小?拉力F 的最小值是多少?【解析】(1)设物块加速度的大小为a ,到达B 点时速度的大小为v ,由运动学公式得L =v 0t +12at 2 ①v =v 0+at ② 联立①②式,代入数据得 a =3 m/s 2 ③ v =8 m/s. ④ (2)设物块所受支持力为F N ,所受摩擦力为F f ,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得F cos α-mg sin θ-F f =ma ⑤ F sin α+F N -mg cos θ=0 ⑥ 又F f =μF N ⑦ 联立⑤⑥⑦式得F =mg sin θ+μcos θ+ma cos α+μsin α⑧由数学知识得cos α+33sin α=233sin(60°+α) ⑨由⑧⑨式可知对应F 最小的夹角 α=30° ⑩联立③⑧⑩式,代入数据得F 的最小值为F min =1335 N . ⑪【答案】(1)3 m/s 28 m/s (2)30°1335N 10.(2013·高考广东卷,13题)某航母跑道长200 m ,飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s 2,起飞需要的最低速度为50 m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( )A .5 m/sB .10 m/sC .15 m/sD .20 m/s【解析】选B.飞机在滑行过程中,做匀加速直线运动,根据速度与位移的关系v 2-v 20=2ax 解决问题.由题知,v =50 m/s ,a =6 m/s 2,x =200 m ,根据v 2-v 20=2ax 得借助弹射系统飞机获得的最小初速度v 0=v 2-2ax =502-2×6×200 m/s =10 m/s.故选项B 正确.11.(2013·高考江苏卷,14题)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m 1和m 2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g .(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;(3)本实验中,m 1=0.5 kg ,m 2=0.1 kg ,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d =0.1 m ,取g =10 m/s 2.若砝码移动的距离超过l =0.002 m ,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?【解析】(1)砝码对纸板的摩擦力f 1=μm 1g ,桌面对纸板的摩擦力f 2=μ(m 1+m 2)g f =f 1+f 2,解得f =μ(2m 1+m 2)g .(2)设砝码的加速度为a 1,纸板的加速度为a 2,则 f 1=m 1a 1,F -f 1-f 2=m 2a 2发生相对运动a 2>a 1,解得F >2μ(m 1+m 2)g .(3)纸板抽出前,砝码运动的距离x 1=12a 1t 21纸板运动的距离d +x 1=12a 2t 21纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离x 2=12a 3t 22l =x 1+x 2由题意知a 1=a 3,a 1t 1=a 3t 2解得F =2μ⎣⎢⎡⎦⎥⎤m 1+⎝⎛⎭⎪⎫1+d lm 2g代入数据得F =22.4 N.【答案】(1)μ(2m 1+m 2)g (2)F >2μ(m 1+m 2)g (3)22.4 N12.(2013·高考四川卷,6题) 甲、乙两物体在t =0时刻经过同一位置沿x 轴运动,其v t 图象如图所示,则( )A .甲、乙在t =0到t =1 s 之间沿同一方向运动B .乙在t =0到t =7 s 之间的位移为零C .甲在t =0到t =4 s 之间做往复运动D .甲、乙在t =6 s 时的加速度方向相同【解析】选BD.在0~1 s 内甲沿x 轴正方向运动,乙先沿x 轴负方向运动后沿x 轴正方向运动,选项A 错误;在0~7 s 内乙的位移x =-v 02×0.5 s +v 02×0.5 s +v 02×3 s -v 02×3 s=0,选项B 正确;在0~4 s 内甲的速度恒为正值,始终沿x 轴正方向运动,选项C 错误;在t =6 s 时,甲、乙速度图象的斜率均为负值,即甲、乙的加速度方向沿x 轴负方向,选项D 正确.13.(2013·高考新课标全国卷Ⅰ,21题)2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t =0.4 s 时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度—时间图线如图(b)所示.假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m .已知航母始终静止,重力加速度的大小为g .则( )A .从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的110B .在0.4 s ~2.5 s 时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化C .在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 gD .在0.4 s ~2.5 s 时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 【解析】选AC.本题应从v -t 图像、牛顿第二定律、力的合成等角度入手.由v -t 图像面积可知,飞机从着舰到停止发生的位移约为x =12×3×70 m =105 m ,即约为无阻拦索时的110,选项A 正确;由v -t 图像斜率知,飞机与阻拦索作用过程中(0.4 s ~2.5 s 时),其F 合恒定,在此过程中阻拦索两段间的夹角变小,而合力恒定,则阻拦索张力必减小,选项B 错误;在0.4s ~2.5 s 时间内,加速度a =67-102.1m/s 2≈27.1 m/s 2>2.5g ,选项C 正确;在0.4 s ~2.5 s 时间内,阻拦系统对飞机的作用力F 合不变,但v 减小,所以功率减小,选项D 错误.。
高考物理计算题专项突破专题21之01 匀变速直线运动(解析版)
专题01 匀变速直线运动一、有关匀变速直线运动的基本公式:①速度公式:at v v t +=0;(此公式也可以用来求加速度或者时间) ②位移公式:2021at t v s +=;(注意:当00=v 时,221at s =) ③速度-位移公式:as v v t 2202=-;(公式可以变形为:sv v a t 222-=,从而用于求解加速度)二、匀变速直线运动的常用推论: ①中间时刻瞬时速度公式:tsv v v v t t =+==202; ②位移中点瞬时速度公式:22202tt v v v +=;③两个相邻相等时间间隔内的位移差:2aT s =∆。
(该推论可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)在解匀变速直线运动的计算题时,首先要对运动过程进行分析,找出不同运动过程的衔接点,画出运动过程示意图,并在相应的位置上标上已知量和待求量。
其次要根据题干或图形,挖掘隐含条件,明确运动性质,同时抓住三个关系,即:位移关系、速度关系和时间关系。
第三要根据题目和分析结果,选择合适的方法进行解题,在匀变速直线运动的计算题中常用的方法一般有:基本公式法、平均速度法、推论法、比例法以及逆向思维法等。
最后,根据所选择的方法,结合已知量和待求量,列方程求解即可。
1.基本公式法:主要运用速度公式、位移公式以及速度-位移公式这三个公式,在使用时应注意这三个公式都是矢量式,要注意方向性问题。
2.平均速度法:主要运用公式t s v =和220t v v v v =+=,需要注意的是公式tsv =适用于任何性质的运动,而220t v vv v =+=只适用于匀变速直线运动。
3.推论法:主要利用2aT s =∆或者2)(aT n m x x n m -=-,该方法一般在遇到纸带类问题时才使用。
4.比例法:该方法适用于初速度为0的匀加速直线运动或者末速度为0的匀减速直线运动。
5.逆向思维法:把末速度为0的匀减速直线运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动。
【新高考】专题一 直线运动__2022届高考物理考点剖析精创专题卷
【新高考】专题一直线运动——2022届高考物理考点剖析精创专题卷考点01 描述运动的基本物理量(1—4、18)考点02 匀变速直线运动的规律及应用(5—9、11—14、19、20)考点03 运动的图象问题(10、15—17)一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.汉十高速铁路,简称汉十高铁,又名汉十客运专线,是一条连接湖北省武汉市与十堰市的高速铁路,是中国“八纵八横”高速铁路网中部地区与西北地区间的便捷联系通道。
下面这张截图是从中国铁路12306官网查询到的C9201次列车信息,其中07:45和02:21分别对应的是( )A.时间间隔、时刻B.时刻、时间间隔C.时间间隔、时间间隔D.时刻、时刻2.据报道:受新冠肺炎疫情影响,原定于2020年3月在南京主办的世界室内田径锦标赛将推迟到2021年3月举行。
如图所示为中国选手苏炳添(右)在多哈田径世锦赛百米比赛中的情景,下列对苏炳添的研究中,能把他看作质点的是( )A.研究苏炳添的起跑特点B.研究苏炳添到达终点是如何撞线的C.研究苏炳添在百米比赛中的速度D.研究苏炳添的跑步技巧3.第一次世界大战期间,一名法国飞行员在高空驾机飞行时,感觉身旁好像有一只小昆虫在游动,他顺手抓过来一看,竟然是一颗子弹,如图所示。
如果这个故事是真实的,那么这个故事所描述的情景可以说明( )A.子弹是静止在空中的B.子弹的飞行像小昆虫一样,速度很小C.飞机飞行的速度比子弹运动的速度大得多D.子弹与飞机同方向运动,且它们的速度大小很接近4.质点做匀加速直线运动,加速度大小为23m /s ,下列说法正确的是( )A.质点在任何一秒的末速度都比前一秒的末速度大3倍B.质点在第3 s 末的速度比第2 s 初的速度大3 m/sC.质点在第n 秒的初速度比第(1n -)秒的初速度大3 m/sD.质点在第n 秒的初速度比第(1n -)秒的末速度大3 m/s5.如图所示,可视为质点的台球以初速度v 运动到O 点后做匀减速直线运动,滑到C 点时速度恰好为零,若OA AB BC ==,则台球依次经过O A B 、、点时的速度大小之比为( )32B.9:4:1C.1:4:9D.(32):(31):16.一杂技演员,用一只手抛球。
高考物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
高考物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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.2.如图甲所示,质量m=8kg的物体在水平面上向右做直线运动。
过a点时给物体作用一个水平向右的恒力F并开始计时,在4s末撤去水平力F.选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v﹣t图象如图乙所示。
(取重力加速度为10m/s2)求:(1)8s 末物体离a 点的距离 (2)撤去F 后物体的加速度(3)力F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ。
全国版2022高考物理一轮复习专题一质点的直线运动1练习含解析
专题一质点的直线运动考点1 运动的描述拓展变式1.[2021某某某某第一次质检]某质点做匀加速直线运动,经过时间t,速度由v0变为kv0(k>1),位移大小为x,则在随后的4t时间内,质点的位移大小为()A.B.C. D.2.[2021某某某某适应性测试]一物体沿一直线运动,先后经过匀加速、匀速和匀减速运动过程,已知物体在这三个运动过程中的位移均为s,所用时间分别为2t、t和t,则()A.物体做匀加速运动时,加速度大小为B.物体做匀减速运动时,加速度大小为C.物体在这三个运动过程中的平均速度大小为D.物体做匀减速运动的末速度大小为3.[2020某某某某检测,多选]物体甲的位移—时间图像和物体乙的速度—时间图像分别如图(a)、(b)所示,则这两个物体的运动情况是()A.甲在0~6 s时间内有来回运动,它通过的总位移为零B.甲在0~6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 mC.乙在0~6 s时间内有来回运动,它通过的总位移为零D.乙在0~6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m考点2 匀变速直线运动的规律及应用高考帮·揭秘热点考向1.[2019某某4月选考,9,3分]甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移—时间图像如图所示,则在0~t1时间内()A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动2.[2019全国Ⅰ,18,6分]如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2.不计空气阻力,则满足() A.1<<2B.2<<3C.3<<4D.4<<5拓展变式1.[2021某某某某高三联考]一汽车在平直公路上做匀变速直线运动,依次经过A、B、C、D四个路标.已知汽车经过AB段、BC段和CD段所用的时间分别为t、2t、3t,在AB段和CD段发生的位移分别为x1和x2,则该汽车运动的加速度为()A. B. C. D.2.[某某高考]如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s和2 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s2由静止加速到2 m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是()A.关卡2B.关卡3C.关卡4D.关卡53.[2020某某枣庄八中检测]甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程,乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的.为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记.在某次练习中,甲在接力区前x0=13.5 m处做了标记,并以v=9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令(忽略口令传到乙所需要的时间及乙的反应时间),乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲的速度相同时被甲追上,完成交接棒.已知接力区的长度为L=20 m.求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度大小a;(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离x'.4.[2021某某某某检测,多选]建筑工人常常徒手抛砖块,当砖块上升到最高点时,被楼上的师傅接住用以砌墙.若某次以10 m/s的速度从某点竖直向上抛出一个砖块,楼上的师傅没有接住,g 取10 m/s2,空气阻力可以忽略,则()A.砖块上升的最大高度为10 mB.经2 s砖块回到抛出点C.砖块回到抛出点前0.5 s时的位移大小为3.75 mD.在抛出后的上升过程中,砖块做变减速直线运动5.[2018全国Ⅲ,18,6分,多选]甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动.甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示.下列说法正确的是()A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等6.[2016全国Ⅰ,21,6分,多选]甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则()A.在t=1 s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 mC.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m7.[匀减速追匀速]A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度v A=10 m/s,B车在后,速度v B=30 m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75 m时才发现前方有A车,这时B 车立即刹车,但B车要经过180 m才能停下来.(1)B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?(2)若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过Δt=4 s收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?考点3 实验:研究匀变速直线运动高考帮·揭秘热点考向[2019全国Ⅰ,22,5分]某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是点.在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字).拓展变式1.[2019全国Ⅲ,22,5分]甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验.实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照.已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片.(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是.(填正确答案标号)A.米尺B.秒表C.光电门D.天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法.答:.(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,则该地的重力加速度大小为g=m/s2.(保留2位有效数字)2. 在暗室中用图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根带荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下:①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴地落下.②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.④采集数据进行处理.(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率满足的条件是频闪仪的闪光频率(填“等于”或“不等于”)水滴滴落的频率.(2)若实验中观察到水滴“固定不动”时频闪仪的闪光频率为30 Hz,某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图乙所示,根据数据测得的小水滴下落的加速度即当地的重力加速度g=m/s 2;第7个水滴此时的速度v7=m/s.(结果都保留3位有效数字)3.[创新综合]一兴趣小组为了测量某地的重力加速度,设计了如图甲所示的实验装置,一端带有定滑轮的木板放置在水平桌面上,靠近木板的左端固定有一光电门,木板右端放置一带有挡光片的小车,小车和挡光片的总质量为M.一细线绕过定滑轮,一端与小车相连(滑轮与小车之间的细线与长木板保持平行),另一端挂有6个钩码,已知每个钩码的质量为m,且M=4m.(1)用游标卡尺测小车上的挡光片的宽度,示数如图乙所示,则挡光片宽度d=cm.(2)实验时为了消除摩擦力的影响,把木板右端适当垫高,调节木板的倾斜度,直到使小车在不受细线的拉力时能沿木板做(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动.(3)挂上钩码,将小车从木板右端由静止释放,小车上的挡光片通过光电门的时间为t1,则小车通过光电门的速度为(用题目所给字母表示).(4)开始实验时,细线上挂有6个钩码,由静止释放小车后细线上的拉力为F1,接着每次实验时将1个钩码移放到小车上,当细线上挂有3个钩码时,细线上的拉力为F2,则F12F2(填“大于”“等于”或“小于”).(5)若每次移动钩码后都从同一位置释放小车,设挡光片与光电门间的距离为L,细线上所挂钩码的个数为n(n=0,1,2,3,4,5,6),测出每次挡光片通过光电门的时间t,绘出n-图像如图丙所示,已知图线斜率为k,则当地的重力加速度g=(用题目所给字母表示).4. [2015某某,6,6分]同学们利用如图所示方法估测反应时间.首先,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间.当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度读数为x,则乙同学的反应时间为(重力加速度为g).基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量X围为0~0.4 s,则所用直尺的长度至少为cm(g取10 m/s2);若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线,则每个时间间隔在直尺上对应的长度是的(选填“相等”或“不相等”).5.[2016全国Ⅰ,22,5分] 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示.该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算.(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为,打出C点时重物下落的速度大小为,重物下落的加速度大小为.图(a)图(b)(2)已测得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;当地重力加速度大小为9.80 m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为Hz.答案专题一质点的直线运动考点1 运动的描述1.A根据题意“经过时间t,速度由v 0变为kv0”,可得x=t,质点的加速度a==(k-1),在随后的4t时间内,质点的位移大小为x'=kv0·4t+a(4t)2,联立解得x'=,所以选项A正确.2.B对于匀速运动阶段,速度v=,对于匀加速运动阶段,设初速度为v 1,有=,联立得v1=0;根据s=a·(2t)2,解得a=,选项A错误.对于匀减速直线运动过程,设末速度为v 2,有=,解得v 2=,加速度大小a'=||==,选项B正确,D错误.三个过程中的平均速度大小==,选项C错误.3.BC甲的x-t图线的斜率表示速度,速度方向不变,没有来回运动,只是相对于原点的位移一开始为负,后来为正,总位移大小为|2 m-(-2 m)|=4 m,A项错误,B项正确.乙的v-t图线的纵坐标表示速度,3 s时速度方向改变,有来回运动,v-t图线与横轴所围“面积”表示位移,故乙的总位移为零,C项正确,D项错误.考点2 匀变速直线运动的规律及应用1.B在位移—时间图像中,图线斜率的绝对值等于物体速度的大小.由图可知,甲做匀速直线运动,乙做变速直线运动,D错误;靠近t1时刻时,乙的斜率大于甲的斜率,即乙的速度大于甲的速度,故A错误;在该时间段内,甲、乙两物体的初位置和末位置相同,故位移相同,B正确;由于甲、乙两物体做的都是单向直线运动,故位移大小等于路程,两者的路程也相同,故C错误.2.C 本题应用逆向思维求解,即运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落体运动,所以第四个所用的时间为t 2=,第一个所用的时间为t1=-,因此有=2+,即3<<4,选项C正确.1.C解法1:设汽车的加速度为a,经过A路标时的速度为v0.根据位移—时间公式,对于AB段,有x1=v0t+at2,对于CD段,有x2=(v0+a×3t)×3t+a(3t)2,联立方程组,解得a=,选项C正确.解法2:把汽车看作质点,设其加速度为a,根据“匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”这一推论,AB段中间时刻的瞬时速度v 1=,CD段中间时刻的瞬时速度v 2=,结合加速度的定义,有a=,联立解得a=,选项C正确.2.C关卡刚放行时,该同学加速的时间t==1 s,加速运动的距离为x 1=at2=1 m,然后以2 m/s 的速度匀速运动,经4 s运动的距离为8 m,因此第1个5 s内运动距离为9 m,过了关卡2,到关卡3需再用时3.5 s,大于2 s,因此能过关卡3,运动到关卡4所在处共用时12.5 s,而运动到第12 s时,关卡关闭,因此被挡在关卡4处,C项正确.3.(1)3 m/s2(2)6.5 m解析:根据题意画出运动草图,如图所示.(1)在甲发出口令后,乙做加速度大小为a的匀加速运动,经过时间t,速度达到v=9 m/s,乙的位移设为x乙,甲的位移设为x甲,则有t=,x 乙=at2x甲=vt,x甲=x乙+x0联立以上各式可得a=3 m/s2.(2)从开始起跑到完成交接棒这一过程,乙在接力区的位移x乙==13.5 m所以在完成交接棒时,乙离接力区末端的距离x'=L-x乙=6.5 m.4.BC由h=得,砖块上升的最大高度h=5 m,选项A错误;砖块上升的时间t==1 s,上升阶段与下降阶段的时间对称,经2 s砖块回到抛出点,选项B正确;砖块被抛出后经0.5 s上升的高度h'=v 0t'-gt'2=3.75 m,由于上升阶段与下降阶段的时间、位移具有对称性,所以砖块回到抛出点前0.5 s时的位移大小为3.75 m,选项C正确;砖块被抛出后上升过程的加速度大小不变,方向向下,故上升过程砖块做匀减速直线运动,选项D错误.5.CD x-t图线切线的斜率表示瞬时速度,可知A错误;0~t1时间内,由于甲、乙的出发点不同,而终点相同,故路程不相等,B错误;t1~t2时间内,甲、乙的路程相等,都为x2-x1,C正确;t1~t2时间内,甲的x-t图线在某一点的切线与乙的x-t图线平行,此时刻两车速度相等,D正确.6.BD根据v-t图像可知,甲、乙都沿正方向运动.t=3 s时,甲、乙并排行驶,此时v甲=30 m/s,v 乙=25 m/s,由v-t图线与坐标轴所围面积表示位移可知,0~3 s内甲车的位移x甲=×3×30 m=45 m,乙车的位移x乙=×3×(10+25) m=52.5 m,故t=0时,甲、乙相距Δx1=x乙-x甲=7.5 m,即甲在乙前方7.5 m处,选项B正确;0~1 s内,x'甲=×1×10 m=5 m,x'乙=×1×(10+15) m=12.5 m,在0~1 s内两车位移差Δx2=x'乙-x'甲=7.5 m,说明甲、乙在t=1 s时第一次并排行驶,t=2 s时乙在甲前,选项A、C错误;两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为x=x甲-x'甲=45 m-5 m=40 m,所以选项D正确.7.(1)两车会相撞(2)0.83 m/s2解析:(1)B车刹车至停下来的过程,由0-=2a B x,解得a B=-=-2.5 m/s2,减速到零所用的时间t0==12 s画出A、B两列火车的v-t图像,如图所示.根据图像计算出两列火车达到相同速度时的位移分别为x A=10×8 m=80 m,x B=×8 m=160 m因x B>x0+x A=155 m,故两车会相撞.(2)设A车的加速度为a A时两车不相撞,在B车发出信号t'时间后两车速度相等,有v B+a B t'=v A+a A(t'-Δt)B车位移x'B=v B t'+a B t'2A车位移x'A=v A t'+a A(t'-Δt)2为使两车不相撞,两车的位移关系应满足x'B≤x0+x'A联立以上各式解得a A≥0.83 m/s2即A车的加速度至少为0.83 m/s2.考点3 实验:研究匀变速直线运动A 0.2330.75解析:根据题述,物块加速下滑,在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是A点.根据刻度尺读数规则可读出,B点对应的刻度为1.20 cm,C点对应的刻度为3.15 cm,D点对应的刻度为 5.85 cm,E点对应的刻度为9.30 cm,AB=1.20 cm,BC=1.95 cm,CD=2.70 cm,DE=3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间T=5×s=0.10 s,根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得,打出C点时物块的速度大小为v C=≈0.233 m/s.由逐差法可得a=,解得a=0.75 m/s2.1.(1)A(2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺(3)9.7解析:利用数码相机的连拍功能,通过每隔一定时间的拍摄确定小球位置,所以还必须使用的器材是米尺,将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺,用米尺测量小球不同位置间的距离,利用逐差法由公式Δx=aT2,可得a=g==m/s2=9.7 m/s2.2.(1)等于(2)9.721.94解析:(1)频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率时,可看到一串仿佛固定不动的水滴.(2)根据题意可知s67=19.30 cm-13.43 cm=5.87 cm,s78=26.39 cm-19.30 cm=7.09 cm,s89=34.48 cm-26.39 cm=8.09 cm,s910=43.67 cm-34.48 cm=9.19 cm由逐差法可得g==×10-2 m/s2=9.72 m/s2第7个水滴此时的速度为v7==×10-2 m/s=1.94 m/s.3.(1)0.520(2)匀速(3)(4)小于(5)解析:(1)游标卡尺的主尺读数为5 mm,游标尺读数为0.05×4 mm=0.20 mm,则挡光片宽度d=5.20 mm=0.520 cm.(2)平衡摩擦力时,应不挂钩码,调节木板的倾斜度,直至小车在不受细线的拉力时沿木板能做匀速运动.(3)极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度,则小车通过光电门的速度v1=.(4)当细线上挂有6个钩码时,钩码和小车(含挡光片)整体的加速度大小a1==0.6g,对小车有F1=Ma1=4m×0.6g=2.4mg;当细线上挂有3个钩码时,钩码和小车(含挡光片)整体的加速度大小a2==0.3g,对小车有F2=(M+3m)a2=2.1mg.由上述分析可知F1小于2F2.(5)小车通过光电门的速度v=,根据v2=2aL得=2aL,则小车加速度大小a=,又a==,所以n=,故k=,解得g=.4.80不相等解析:由自由落体运动规律知x=gt2,则t=.根据最长反应时间为0.4 s,不难得出直尺的最小长度为80 cm.由于自由落体运动是匀变速直线运动,所以相等时间内位移不相等,即每个时间间隔在直尺上对应的长度不相等.5.(1)(s1+s2)(s2+s3)(s3-s1)(2)40解析:(1)B点对应的重物的速度v B等于AC段对应的重物的平均速度,即v B=由于t=,故v B=(s1+s2)同理可得v C=(s2+s3)匀加速直线运动的加速度a=故a===(s3-s1)①.(2)由牛顿第二定律,可得mg-F阻=ma ②由已知条件有F阻=0.01mg③由②③,得a=0.99g代入①解得f≈40 Hz.。
高中物理高考物理直线运动解题技巧讲解及练习题(含答案)
高中物理高考物理直线运动解题技巧解说及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.高铁被誉为中国新四大发明之一.因高铁的运转速度快,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,列车长忽然接到通知,前面 x0=5km 处道路出现异样,需要减速泊车.列车长接到通知后,经过t l=2.5s 将制动风翼翻开,高铁列车获取a2的均匀制动加快度减速,减速t2=40s后,列车1 =0.5m/s长再将电磁制动系统翻开,结果列车在距离异样处500m 的地方停下来.(1)求列车长翻开电磁制动系统时,列车的速度多大?(2)求制动风翼和电磁制动系统都翻开时,列车的均匀制动加快度a2是多大?【答案】( 1) 60m/s (2) 1.2m/s 2【分析】【剖析】(1)依据速度时间关系求解列车长翻开电磁制动系统时列车的速度;(2)依据运动公式列式求解翻开电磁制动后翻开电磁制动后列车行驶的距离,依据速度位移关系求解列车的均匀制动加快度.【详解】(1)翻开制动风翼时,列车的加快度为a1=0.5m/s2,设经过t2=40s 时,列车的速度为v1,则 v1 =v0-a1t 2=60m/s.(2)列车长接到通知后,经过 t 1=2.5s,列车行驶的距离 x1=v0t1 =200m 翻开制动风翼到翻开电磁制动系统的过程中,列车行驶的距离x2=2800m翻开电磁制动后,行驶的距离x3= x0- x1 - x2=1500m ;2.2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分,嫦娥四号探测器成功发射,开启了人类登岸月球反面的探月新征程,距离2020 年实现载人登月更近一步,若你经过努力学习、勤苦训练有幸成为中国登月第一人,而你为了测定月球表面邻近的重力加快度进行了以下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由着落,测出着落高度h 20m时,着落的时间正好为t5s ,则:(1)月球表面的重力加快度g月为多大?(2)小球着落过程中,最先 2s 内和最后 2s 内的位移之比为多大?【答案】 1.6 m/s 21:4【分析】【详解】( 1)由 h = 1g 月 t 2得: 20= 122 2g 月 ×5解得: g 月= 1.6m/ s 2(2)小球着落过程中的 5s 内,每 1s 内的位移之比为 1:3:5:7:9 ,则最先 2s 内和最后 2s 内的位移之比为:( 1+3):( 7+9) =1:4.3. 在平直公路上,一汽车的速度为 15m/s 。
专题01 直线运动(解析版)-2025版高考物理真题精选与研析
考情概览:解读近年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
2024年真题研析:分析命题特点,探寻常考要点,真题分类精讲。
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必备知识速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
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2024年高考各卷区对于直线运动均有所考查,多以体育运动、交通安全为情境,考查匀变速直线运动。
预测2025年高考各考区依然会持续考查。
考向一运动的描述联系实际1.(2024年1月浙江卷第2题)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。
在下列研究中可将运动员视为质点的是()A.研究甲图运动员的入水动作B.研究乙图运动员的空中转体姿态C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作【答案】C【解析】A.研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故A错误;B.研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故B错误;C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够看为质点,故C正确;D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故D错误。
故选C。
考向二匀变速直线运动一般规律的应用2.(2024年江西卷第3题)某物体位置随时间的关系为x=1+2t+3t2,则关于其速度与1s内的位移大小,下列说法正确的是()A.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1s内的位移大小为6mB.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1s内的位移大小为6mC.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1s 内的位移大小为5mD.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1s 内的位移大小为5m 【答案】C【解析】根据速度的定义式xv t∆=∆表明,速度等于位移与时间的比值。
2025年高考物理总复习专题01 匀变速直线运动规律及多过程问题(附答案解析)
第1页(共24页)2025年高考物理总复习专题01匀变
速直线运动规律及多过程问题模型归纳1.匀变速直线运动的基本公式模型
题目中所涉及的物理
量(包括已知量、待求量
和为解题设定的中间
量)
没有涉及的物理量适宜选用的公式v 0、v 、a 、t
x [速度与时间的关系式]v =v 0+at v 0、a 、t 、x
v [位移与时间的关系式]x =v 0t +12at 2v 0、v 、a 、x
t [速度与位移的关系式]v 2-v 20=2ax v 0、v 、t 、x a [平均速度公式]x =v +v 02t 注:基本公式中,除时间t 外,x 、v 0、v 、a 均为矢量,可以用正、负号表示矢量的方向。
一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,与初速度反向的物理量取负值。
当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向。
2.匀变速直线运动的两个重要推论
推论
公式适用情境(1)物体在一
段时间内的平v =v =利用平均速度求瞬时速度:v n =x n +x n +12T
=。
高考物理直线运动题20套(带答案)
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.某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为5m/s2,所需的起飞速度为50m/s,跑道长100m.通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置.对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度?m s【答案】不能靠自身发动机起飞39/【解析】试题分析:根据速度位移公式求出达到起飞速度的位移,从而判断飞机能否靠自身发动机从舰上起飞.根据速度位移公式求出弹射系统使飞机具有的初速度.解:当飞机达到起飞速度经历的位移x=,可知飞机不能靠自身发动机从舰上起飞.根据得,=.答:飞机不能靠自身发动机从舰上起飞,对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有40m/s的初速度.【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式,并能灵活运用,基础题.2.如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=0.5m,圆管的上表面离天花板距离h=2.5m,在圆管的正上方紧靠天花板放一颗小球,让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上大小为5m/s的初速度,g取10m/s.(1)求小球释放后经过多长时间与圆管相遇?(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管?如果不能,小球和圆管落地的时间差多大?如果能,小球穿过圆管的时间多长?【答案】(1)0.5s(2)0.1s【解析】试题分析:小球自由落体,圆管竖直上抛,以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动;先根据位移时间关系公式求解圆管落地的时间;再根据位移时间关系公式求解该时间内小球的位移(假设小球未落地),比较即可;再以小球为参考系,计算小球穿过圆管的时间.(1)以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动,故相遇时间为: 0 2.50.55/h m t sv m s=== (2)圆管做竖直上抛运动,以向上为正,根据位移时间关系公式,有2012x v t gt =- 带入数据,有2055t t =-,解得:t=1s 或 t=0(舍去); 假设小球未落地,在1s 内小球的位移为22111101522x gt m ==⨯⨯=, 而开始时刻小球离地的高度只有3m ,故在圆管落地前小球能穿过圆管; 再以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故小球穿过圆管的时间00.5'0.15/L mt s v m s===3.2018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20h m =时,下落的时间正好为5t s =,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/s 2 1:4 【解析】 【详解】(1)由h =12g 月t 2得:20=12g 月×52 解得:g 月=1.6m /s 2(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)=1:4.4.如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=1 kg 的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=16 N ,无人机上升过程中最大速度为6m/s .若无人机从地面以最大升力竖直起飞,打到最大速度所用时间为3s ,假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变.(g 取10 m /s )2.求:(1)无人机以最大升力起飞的加速度;(2)无人机在竖直上升过程中所受阻力F f 的大小;(3)无人机从地面起飞竖直上升至离地面h=30m 的高空所需的最短时间. 【答案】(1)22/m s (2)4f N = (3)6.5s 【解析】(1)根据题意可得26/02/3v m s a m s t s∆-===∆ (2)由牛顿第二定律F f mg ma --= 得4f N =(3)竖直向上加速阶段21112x at =,19x m = 匀速阶段12 3.5h x t s v-== 故12 6.5t t t s =+=5.某运动员助跑阶段可看成先匀加速后匀速运动.某运动员先以4.5m/s 2的加速度跑了5s .接着匀速跑了1s .然后起跳.求: (1)运动员起跳的速度? (2)运动员助跑的距离? 【答案】(1)22.5m/s (2)78.75m【解析】(1)由题意知,运动员起跳时的速度就是运动员加速运动的末速度,根据速度时间关系知,运动员加速运动的末速度为:即运动员起跳时的速度为22.5m/s ;(2)根据位移时间关系知,运动员加速运动的距离为:运动员匀速跑的距离为:所以运动员助跑的距离为:综上所述本题答案是:(1)运动员将要起跳时的速度为22.5m/s ; (2)运动员助跑的距离是78.75m .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θ=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μ=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1cos37sin37ma F mg mg μ=+︒-︒(1分),计算得: 218/a m s = 110.5v t s a ==(1分)21112v x m a ==(1分)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2cos37sin37ma F mg mg μ=-︒-︒(1分),计算得: 20a =4.0sin37hx m ==︒Q (1分)2120.75x x x t s v v-===(1分)得12 1.25t t t s =+= (1分) (2)若达到同速后撤力F ,对物块受力分析,因为sin37mg ︒> cos37mg μ︒,故减速上行 3sin37cos37ma mg mg μ=︒-︒(1分),得232/a m s =设物块还需t '离开传送带,离开时的速度为t v ,则22322t v v a x -=(1分),2/t v m s=(1分)3tv v t a -'=(1分)1t s '=(1分) 考点:本题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律。
高考物理新力学知识点之直线运动难题汇编附答案(1)
高考物理新力学知识点之直线运动难题汇编附答案(1)一、选择题1.如图所示为甲、乙两个质点运动的位移-时间图象,由此可知(图中虚线与曲线相切) ()A.甲做匀减速直线运动,乙做变减速直线运动B.在0~t0时间内的某时刻,甲、乙两质点的速度大小相等C.甲、乙两质点从x=2x0位置同时出发,同时到达x=0位置D.在0~t0时间内,乙的速度大于甲的速度,t0时刻后,乙的速度小于甲的速度2.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/sg ,则物块在落地前1s内重力做功的功率为()A.100W B.150W C.175W D.200W3.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.如图甲所示,一维坐标系中有一质点静止于x轴上的某位置(图中未画出),从t=0时刻开始,质点在外力作用下沿x轴正方向做匀变速直线运动,其位置坐标与速率平方关系的图象如图乙所示。
下列说法正确的是()A.物块运动的加速度大小为1m/s2B.t=4s时物块位于x=2m处C.前2s时间内物块的位移大小为2mD.2~4s时间内物块的平均速度大小为3m/s6.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。
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高考物理专题汇编直线运动(一)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.某次足球比赛中,攻方使用“边路突破,下底传中”的战术.如图,足球场长90m 、宽60m.前锋甲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匀减速直线运动,其初速度v 0=12m/s ,加速度大小a 0=2m/s 2.(1)甲踢出足球的同时沿边线向前追赶足球,设他做初速为零、加速度a 1=2m/s 2的匀加速直线运动,能达到的最大速度v m =8m/s.求他追上足球的最短时间.(2)若甲追上足球的瞬间将足球以某速度v 沿边线向前踢出,足球仍以a 0在地面上做匀减速直线运动;同时,甲的速度瞬间变为v 1=6 m/s ,紧接着他做匀速直线运动向前追赶足球,恰能在底线处追上足球传中,求v 的大小. 【答案】(1)t =6.5s (2)v =7.5m/s 【解析】 【分析】(1)根据速度时间公式求出运动员达到最大速度的时间和位移,然后运动员做匀速直线运动,结合位移关系求出追及的时间.(2)结合运动员和足球的位移关系,运用运动学公式求出前锋队员在底线追上足球时的速度. 【详解】(1)已知甲的加速度为22s 2m/a =,最大速度为28m/s v =,甲做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:2228s 4s 2v t a === 22284m 16m 22v x t ==⨯= 之后甲做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移x 2=v m (t 1-t 0)=8×2m =16m 由于x 1+x 2 < x 0,故足球停止运动时,甲没有追上足球 甲继续以最大速度匀速运动追赶足球,则x 0-(x 1+x 2)=v m t 2 联立得:t 2=0.5s甲追上足球的时间t =t 0+t 2=6.5s (2)足球距底线的距离x 2=45-x 0=9m 设甲运动到底线的时间为t 3,则x 2=v 1t 3 足球在t 3时间内发生的位移2230312x vt a t =- 联立解得:v =7.5m/s【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.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/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/s 2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.如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A ,其上面再放一个质量为m 的爆竹B ,木块的质量为M .当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h ,而木块所受的平均阻力为f 。
若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计,重力加速度g 。
求: (1)爆竹爆炸瞬间木块获得的速度; (2)爆竹能上升的最大高度。
【答案】(1)()2f Mg hM-(2)()2f Mg Mh m g - 【解析】 【详解】(1)对木块,由动能定理得:2102Mgh fh Mv -=-, 解得:()2f Mg hv M-=;(2)爆竹爆炸过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:0Mv mv -'=爆竹做竖直上抛运动,上升的最大高度:22v H g'=解得:()2f Mg MhH m g-=4.一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/h5.如图所示,质量为M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F,当小车向右运动速度达到时,在小车的右端轻轻放置一质量m=2kg的小物块,经过t1=2s的时间,小物块与小车保持相对静止。
已知小物块与小车间的动摩擦因数0.2,假设小车足够长,g取10m/s2,求:(1)水平恒力F的大小;(2)从小物块放到车上开始经过t=4s小物块相对地面的位移;(3)整个过程中摩擦产生的热量。
【答案】(1)8N(2)13.6m(3)12J【解析】试题分析:(1)设小物块与小车保持相对静止时的速度为v,对于小物块,在t1=2s时间内,做匀加速运动,则有:对于小车做匀加速运动,则有:联立以上各式,解得:F="8N"(2)对于小物块,在开始t1=2s时间内运动的位移为:此后小物块仍做匀加速运动,加速度大小为,则有x=x1+x2联立以上各式,解得:x=13.6m(3)整个过程中只有前2s物块与小车有相对位移小车位移:相对位移:解得:Q=12J考点:牛顿第二定律的综合应用.6.如图所示,一传送皮带与水平面夹角为 =37°,正以2 m/s的恒定速率顺时针运行。
现将一质量为10kg的工件轻放于其底端,经一段时间送到高3 m的平台上,已知工件与皮带间的动摩擦因数为μ= ,g取10 m/s2,求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。
【答案】460J【解析】试题分析:对工件,根据牛顿第二定律:解得:a=1m/s2当工件的速度与传送带相等时有:解得:t=2s此时物块的位移:m此过程中传送带的位移:s1=vt=4m则相对位移:由能量关系可知,带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能:=460J考点:牛顿第二定律;能量守恒定律.7.两辆玩具小车在同一水平轨道上运动,在t=0时刻,甲车在乙车前面S0=4m的地方以速度v0=2m/s匀速行驶,此时乙车立即从静止开始做加速度a=1m/s2匀加速直线运动去追甲车,但乙车达到速度v m=3m/s后开始匀速运动.求:(1)从开始经过多长时间乙车落后甲车最远,这个距离是多少?(2)从开始经过多长时间乙车追上甲车,此时乙车通过位移的大小是多少?【答案】(1)6m (2)21m【解析】【分析】(1)匀加速追匀速,二者同速时间距最大;(2)先判断乙车达到最大速度时两车的间距,再判断匀速追及阶段的时间即可.匀加速追及匀速运动物体时,二者同速时有最小间距.【详解】(1)当两车速度相等时相距最远,即v0=at0,故t0=2s;此时两车距离x=S0+v0t0-12at02解得x=6m;(2)先研究乙车从开始到速度达到v m时与甲车的距离.对乙车:v m=at1,2ax乙=v m2,对甲车:x甲=v0t1解得x甲=6m,x 乙=4.5m t1=3sx甲+S0>x乙,故乙车达到最大速度时未追上乙车,此时间距为△s=x 甲+S 0-x 乙=5.5m,乙车还需要时间25.55.532mst s s v v∆===--,故甲追上乙的时间t=t1+t2=3+5.5s=8.5s,此时乙车的位移为X总=x乙+v m t2=4.5+3×5.5m=21m;8.如图,在倾角为=37°的足够长固定斜面底端,一质量m=1kg的小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回出发点。
物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2大小之比为t1:t2=1:取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:(1)物块由斜面底端上滑时的初速度v1与下滑到底端时的速度v2的大小之比;(2)物块和斜面之间的动摩擦因数;(3)若给物块施加一大小为N、方向与斜面成适当角度的力,使物块沿斜面向上加速运动,求加速度的最大值。
【答案】(1)(2)0.5(3)2.5m/s2【解析】试题分析:(1)物块由斜面底端上滑时:物块由斜面顶端下滑时:则(2)物块由斜面底端上滑时:物块由斜面顶端下滑时:联立以上各式得:μ=0.5(3)设F 与斜面的夹角为α,则 Fcosα-mgs inθ-μ(mgcosθ-Fsinα)=ma 整理得: F (cosα+μsinα)-μ(mgcosθ+Fsinθ)=ma 令,则最大值为1,故于是a m =2.5m/s 2考点:本题旨在考查牛顿运动定律的应用。
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 =4×105N 【解析】(1)540km/h=150m/s , 飞机减速至静止所用的时间01501510v t s s a === (2)则客机从着陆开始经过的位移0015015112522v x t m === (3)客机受到的合力:F=ma=40000×10N=4×105N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.某汽车以20m/s 的速度行驶,司机突然发现前方34m 处有危险,采取制动措施.若汽车制动后做匀减速直线运动,产生的最大加速度大小为10m/s 2,为保证安全,司机从发现危险到采取制动措施的反应时间不得超过多少? 【答案】0.7s 【解析】 【分析】 【详解】设反应时间不得超过t ,在反应时间内汽车的位移为S 1,汽车做匀减速至停止的位移为S 2,则有:S 1=v 0t2022v S a又S = S 1+S 2解得t =0.7s故反应时间不得超过0.7s。