高中物理直线运动题20套(带答案)

高中物理直线运动题20套(带答案)

一、高中物理精讲专题测试直线运动

1．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= 0.225，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/s2）。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.

2．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=2

002v a -④

x 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 ⑦

3．一个物体从塔顶上自由下落，在到达地面前的最后1s 内通过的位移是整个位移的925

，求塔高，取g =10m/s 2． 【答案】125m 【解析】 【分析】 【详解】

设物体下落总时间为t ，塔高为h ，根据自由落体公式：212

h gt = 最后（t -1）s 下落的高度为：()21112

h g t =- 位移间的关系为：11625

h h = 联立解得：125h 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。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/s 2）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。 【答案】（1）48m 。（2）﹣2m/s 2。（3）16N ，0.2。 【解析】 【详解】

（1）8s 末物体离a 点的距离等于梯形的面积大小，为：S=48

82

m +?=48m （2）撤去F 后物体的加速度为：a=

0884

v t ?-=?-=﹣2m/s 2。 （3）撤去F 后，根据牛顿第二定律得：f=ma=8×（﹣2）N=﹣16N ，负号表示加速度方向与速度方向相反。撤去F 前物体匀速运动，则有：F=|f|=16N 物体与水平面间的动摩擦因数为：μ=1680

f m

g ==0.2。 【点睛】

本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因数；再根据受力情况确定加速度并根据运动学公式得到物体的运动规律。

5．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v 0＝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/s 2．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t 1时间B 球再滑上斜坡，则有：

1s

A 球滑上斜坡后加速度

m/s 2

设此时A 球向上运动的位移为，则m

此时A 球速度

m/s

B 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

6．某物理实验小组在游泳池做了一个实验：将一个小木球离水面5m 高静止释放（不计空气阻力），经1．40s 后落入池底速度刚好为零．假定木球在水中做匀减速直线运动，重力加速度g=10m/s 2．求：

（1）木球刚接触水面时的速度的大小； （2）木球在水中运动的加速度的大小； （3）游泳池水的深度．

【答案】（1） 10m/s （2）25m/s 2

（3）2m 【解析】

试题分析：（1）小木球离水面5m 高静止释放，做自由落体运动直到水面，根据位移时间公式得： h 1=

12

gt 12 解得：t 1=1s 所以：v 1=gt 1=10m/s

（2）在水中运动的时间为：t 2=1．4-t 1 所以：21025/1.41

v a m s t ?=

==?- （3）木球在水中做匀加速直线运动，平均速度等于

10

2

v + 所以：1220100

0.4222

v h t m ++?=?==

考点：匀变速直线运动的规律

【名师点睛】该题主要考查了自由落体运动及匀减速直线运动基本公式的应用，难度不大，属于基础题．

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S 0=4m 的地方以速度v 0=2m /s 匀速行驶，此时乙车立即从静止开始做加速度a =1m /s 2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v 0=at 0，故t 0=2s ； 此时两车距离x =S 0+v 0t 0

-12

at 02 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 =at 1，2ax 乙=v m 2 ， 对甲车：x 甲=v 0t 1

解得x 甲=6m ，x 乙=4.5m t 1=3s

x 甲+S 0＞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20 5.5

5.532

m s t s s v v ?=

==--， 故甲追上乙的时间t =t 1+t 2=3+5.5s =8.5s ， 此时乙车的位移为X 总=x 乙+v m t 2=4.5+3×5.5m =21m ；

8．风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力．现将一套有球的细直杆放入风洞实验室．小球孔径略大于细杆直径．如图所示．

（1）当杆水平固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．

（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=3.75m 所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 【答案】（1）0.5（2）1s 【解析】 【分析】 【详解】

（1）小球做匀速直线运动，由平衡条件得：0.5mg=μmg ，则动摩擦因数μ=0.5； （2）以小球为研究对象，在垂直于杆方向上，由平衡条件得：

000.5sin 37cos37N F mg mg +=

在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得：00

0.5cos37sin 37N mg mg F ma μ+-=

代入数据解得：a=7.5m/s 2

小球做初速度为零的匀加速直线运动，由位于公式得：s=12

at 2 运动时间为22 3.7517.5

s t s s a ?===； 【点睛】

此题是牛顿第二定律的应用问题，对小球进行受力分析是正确解题的前提与关键，应用平衡条件用正交分解法列出方程、结合运动学公式即可正确解题．

9．如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两物块，已知A 1的质量m 1=2 kg ．初始时刻B 静止，A 以一定的初速度向右运动，之后与B 发生碰撞，它们的x –t 图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向），则物块B 的质量为多少？

【答案】6 kg 【解析】 【分析】 【详解】

由x –t 图知：碰前瞬间，14/v m s =；20v =

碰后瞬间，1

2/v m s =-'；22/v m s '= 两物块组成的系统动量守恒1111

220m v m v m v '+'+= 代入数据解得26m kg =

10．如图所示，为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A 、B 两车相距L =7m 时，B 车正以v B =4m/s 速度匀速行驶，A 车正以v A =8m/s 的速度借道超越同向行驶的B 车，此时A 车

司机发前方不远处有一辆汽车C 正好迎面驶来，A 车司机不得不放弃超车，而立即驶回到与B 车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化，则 （1）A 车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B 车相撞。

（2）若A 车驶回原车道时，司机估计会与B 车相碰的危险，立即以大小为a A =1m/s 2的加速度刹车，同时鸣笛发出信号提醒B 车司机加速，B 车司机经过t 0=1s 的反应时间后，立即以a B =0.5m/s 2的加速度匀加速。（不计A 车司机的反应时间）。则： ①B 车加速后经过多长时间A 、B 两车速度相等； ②A 会不会追尾B 车（请通过计算分析）。

【答案】（1）8

7

m/s 2；（2）2s, 不会追尾 【解析】 【详解】

（1）A 车减速到与B 车同速时，若恰未与B 车相碰，则A 车将不会与B 车相碰， 设经历的时间为t ，则 A 车位移：2

A B

A v v x t +=

① B 车位移：B B x v t = ②

A B x x L -= ③

由①②③式代值解得：t =3.5s

则A 车与B 车不相碰，刹车时的最小加速度大小：

22848

//3.57

A B v v a m s m s t --=

== （2）①设B 车加速后经过t 1秒两车同速，则：

()101A A B B v a t t v a t -+=+

代值解得：12t s =

②A 、B 车同速时，若A 车未追尾B 车，则A 车不会追尾B 车，设两车同速时速度为v ，则：

15/B B v v a t m s =+=

此过程中，A 车位移：()10'19.52

A A v v

x t t m +=+= B 车位移：01'132

B B B v v

x v t t m +=+

=

两车位移差：'' 6.5A B x x x m L ?=-=< 故A 车不会追尾B 车.