高考物理直线运动解题技巧讲解及练习题(含答案)

高考物理直线运动解题技巧讲解及练习题(含答案)

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．如图甲所示为2022年北京冬奥会跳台滑雪场馆“雪如意”的效果图．如图乙所示为由助滑区、空中飞行区、着陆缓冲区等组成的依山势而建的赛道示意图．运动员保持蹲踞姿势从A 点由静止出发沿直线向下加速运动，经过距离A 点s =20m 处的P 点时，运动员的速度为v 1=50.4km/h ．运动员滑到B 点时快速后蹬，以v 2=90km/h 的速度飞出，经过一段时间的空中飞行，以v 3=126km/h 的速度在C 点着地.已知BC 两点间的高度差h =80m ，运动员的质量m =60kg ，重力加速度g 取9.8m/s 2，计算结果均保留两位有效数字.求

(1)A 到P 过程中运动员的平均加速度大小；

(2)以B 点为零势能参考点，求到C 点时运动员的机械能；

(3)从B 点起跳后到C 点落地前的飞行过程中，运动员克服阻力做的功

【答案】(1) 4.9m/s a = (2)41.010J E =-? (3)42.910J W =?

【解析】

【详解】

(1)150.4km/h 14m/s v ==

由212v as = 解得：21 4.9m/s 2v a s

== (2)290km/h 25m/s v ==,3126km/h 35m/s v == 由能量关系：2312

E mgh mv =-+ 410290J 1.010J E =-=-?

（按g 取10m/s 2算，411250J 1.110J E =-=-?）

(3)由动能定理：22321122

mgh W mv mv -=- 解得：429040J 2.910J W ==?

（按g 取10m/s 2算，430000J 3.010J W ==?

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．

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.(不计空气阻力，g取10m/s2)

a.计算石子到达A 点的速度大小A v ；

b.估算这架照相机的曝光时间(结果保留一位有效数字〕。

【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 OA =1.8m

212OA h gt =，20.6OA h t s g

== 6/A v gt m s ==

b 、由图中可知h AB 距离近似为两块砖厚度

方法一：h AB =12cm=0.12m

h OB =h OA +h AB =1.92cm

212

OA B h gt =

t 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

△t=0.120.026

AB A h s s v ==

5．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m ,当落到离地面30m 的位置时开始制动,座舱均匀减速.重力加速度g 取102/m s ,不计空气阻力.

（1）求座舱下落的最大速度;

（2）求座舱下落的总时间;

（3）若座舱中某人用手托着重30N 的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力.

【答案】（1）30m/s （2）5s ．（3）75N ．

【解析】

试题分析：（1）v 2=2gh;

v m ＝30m/s

⑵座舱在自由下落阶段所用时间为：2112h gt =t 1＝3s 座舱在匀减速下落阶段所用的时间为：t 2＝

2h

v =＝2s

所以座舱下落的总时间为：t ＝t 1＋t 2＝5s

⑶对球，受重力mg 和手的支持力N 作用，在座舱自由下落阶段，根据牛顿第二定律有mg －N ＝mg

解得：N ＝0

根据牛顿第三定律有：N′＝N ＝0，即球对手的压力为零

在座舱匀减速下落阶段，根据牛顿第二定律有mg －N ＝ma

根据匀变速直线运动规律有：a ＝2

2

02v h -＝－15m/s 2 解得：N ＝75N （2分）

根据牛顿第三定律有：N′＝N ＝75N ，即球对手的压力为75N

考点：牛顿第二及第三定律的应用

6．小球从离地面80m 处自由下落， 重力加速度g=10m/s 2。问：

(1)小球运动的时间。

(2)小球落地时速度的大小v 是多少？

【答案】(1)4s ；(2)40m/s

【解析】

【分析】

自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动，由位移公式求解时间，用速度公式求解落地速度。

【详解】

解：（1）由

得小球运动的时间：

落地速度为：

7．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）2

11

12v 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 =

4.0sin37h x 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）

3

t v 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。

8．一质量为100g 的质点处于静止状态，现受一个力的作用，其中的大小变化如图所示．在此过程中，求：（1）、质点0.5s 内的位移大小． (2)、描绘出速度大小v —t 的变化图像．

【答案】（1）0.13m （2）如图所示

【解析】

试题分析：（1）0-0.5s时

F1=ma1 0.1=0.1×a1 a1=1m/s2 1分

x1=×a1×t12=0.08m2分

F2=m×a2 0.2=0.1×a2 a2=2m/s2 1分

x2=v1×t2+a2×t22 =0.05m2分

X总=x1+x2=0.08+0.05=0.13m 2分

（2）v1=a1×t1 v1=1×0.4=0.4m/s1分

v2=v1+a2×t2=0.4+2×0.1=0.6m/s1分

9．比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹．如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度

h1=6.8m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间t1=0.2s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．

（1）求斜塔离地面的总高度h；

（2）求小球从塔顶落到地面过程中的平均速度．

【答案】（1）求斜塔离地面的总高度h为61.25m；

（2）小球从塔顶落到地面过程中的平均速度为17.5m/s．

【解析】

试题分析：（1）设小球到达第一层时的速度为v1，则有h1= v1t1+

代入数据得v1= 33m/s，塔顶离第一层的高度h2==54.45m

所以塔的总高度h= h 1+ h 2= 61.25m

（2）小球从塔顶落到地面的总时间t=

=3.5s ，平均速度==17.5m/s

考点：自由落体运动规律

10．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 =