高中物理运动学经典习题30道 带答案
(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析

(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。
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.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 =10m/s ,B 车在后,速度v B =30m/s .因大雾能见度很低,B 车在距A 车△s=75m 时才发现前方有A 车,这时B 车立即刹车,但B 车要经过180m 才能够停止.问: (1)B 车刹车后的加速度是多大?(2)若B 车刹车时A 车仍按原速前进,请判断两车是否相撞?若会相撞,将在B 车刹车后何时?若不会相撞,则两车最近距离是多少?(3)若B 车在刹车的同时发出信号,A 车司机经过△t=4s 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?【答案】(1)22.5m /s ,方向与运动方向相反.(2)6s 两车相撞(3)20.83/A a m s ≥【解析】试题分析:根据速度位移关系公式列式求解;当速度相同时,求解出各自的位移后结合空间距离分析;或者以前车为参考系分析;两车恰好不相撞的临界条件是两部车相遇时速度相同,根据运动学公式列式后联立求解即可.(1)B 车刹车至停下过程中,00,30/,180t B v v v m s S m ====由202BB v a s -=得222.5/2B B v a m s s=-=-故B 车刹车时加速度大小为22.5m /s ,方向与运动方向相反.(2)假设始终不相撞,设经时间t 两车速度相等,则有:A B B v v a t =+, 解得:103082.5A B B v v t s a --===- 此时B 车的位移:2211308 2.5816022B B B s v t a t m =+=⨯-⨯⨯= A 车的位移:10880A A s v t m ==⨯=因1(33333=-+= 设经过时间t 两车相撞,则有212A B B v t s v t a t +∆=+代入数据解得:126,10t s t s ==,故经过6s 两车相撞 (3)设A 车的加速度为A a 时两车不相撞 两车速度相等时:()A A B B v a t t v a t ''+-∆=+ 即:10()30 2.5A a t t t ''+-∆=- 此时B 车的位移:221,30 1.252B B B B s v t a t s t t =+=-''''即:A 车的位移:21()2A A A s v t a t t ''=+-∆要不相撞,两车位移关系要满足B A s s s ≤+∆解得20.83/A a m s ≥2.一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/s⑵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=2hv ==2s 所以座舱下落的总时间为:t =t 1+t 2=5s⑶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 =2202v 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.质点从静止开始做匀加速直线运动,经4s 后速度达到,然后匀速运动了10s ,接着经5s 匀减速运动后静止求: (1)质点在加速运动阶段的加速度; (2)质点在第16s 末的速度; (3)质点整个运动过程的位移. 【答案】(1)5m/s 2 (2)12m/s (3)290m 【解析】 【分析】根据加速度的定义式得加速和减速运动阶段的加速度,根据匀变速运动的速度和位移公式求解。
高中物理强基习题专题一:运动学(Word版含详解)

高中物理强基习题专题一:运动学一.选择题1.如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率v0 收绳,绳不伸长且湖水静止,小船的速率为v,则小船作( )(A) 匀加速运动,θcos 0v v = (B) 匀减速运动,θcos 0v v =(C) 变加速运动,θcos 0v v =( D) 变减速运动,θcos 0v v =(E) 匀速直线运动,0v v =答案:C2.如上题图1-5,此时小船加速度为( )A.0B.θθcos )tan (20l vC.lv 20)tan (θ D.θcos 0v 答案:B3.地面上垂直竖立一高20.0 m 的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午2∶00 时,杆顶在地面上的影子的速度的大小为( )A.s m /1094.13-⨯B.s m /1094.14-⨯C.0D.s m /100.35-⨯答案:A解析:设太阳光线对地转动的角速度为ω,从正午时分开始计时,则杆的影长为s =htg ωt,下午2∶00 时,杆顶在地面上影子的速度大小为132s m 1094.1cos d d --⋅⨯===tωωh t s v二.计算题4.质点沿直线运动,加速度a =4 -t2 ,式中a 的单位为m ·s-2 ,t 的单位为s.如果当t =3s时,x =9 m,v =2 m ·s-1 ,求质点的运动方程.解析: 由分析知,应有⎰⎰=t t a 0d d 0vv v 得 03314v v +-=t t (1)由 ⎰⎰=t xx t x 0d d 0v 得 00421212x t t t x ++-=v (2) 将t =3s时,x =9 m,v =2 m ·s-1代入(1) (2)得v0=-1 m ·s-1,x0=0.75 m .于是可得质点运动方程为75.0121242+-=t t x 5.一石子从空中由静止下落,由于空气阻力,石子并非作自由落体运动,现测得其加速度a =A -Bv,式中A 、B 为正恒量,求石子下落的速度和运动方程.解析:本题亦属于运动学第二类问题,与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数,因此,需将式dv =a(v)dt 分离变量为t a d )(d =v v 后再两边积分. 解:选取石子下落方向为y 轴正向,下落起点为坐标原点.(1) 由题意知 v v B A ta -==d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为 t B A d d =-vv (2) 将式(2)两边积分并考虑初始条件,有⎰⎰=-t t B A 0d d d 0v v v v v 得石子速度 )1(Bt e B A --=v 由此可知当,t →∞时,B A →v 为一常量,通常称为极限速度或收尾速度. (2) 再由)1(d d Bt e BA t y --==v 并考虑初始条件有 t eB A y tBt yd )1(d 00⎰⎰--= 得石子运动方程)1(2-+=-Bt e B A t B A y6.质点在Oxy 平面内运动,其运动方程为r =2.0ti +(19.0 -2.0t2 )j,式中r 的单位为m,t 的单位为s .求:(1)质点的轨迹方程;(2) 在t1=1.0s 到t2 =2.0s 时间内的平均速度;(3) t1 =1.0s时的速度及切向和法向加速度;(4) t =1.0s 时质点所在处轨道的曲率半径ρ.解析:根据运动方程可直接写出其分量式x =x(t)和y =y(t),从中消去参数t,即得质点的轨迹方程.平均速度是反映质点在一段时间内位置的变化率,即t ΔΔr =v ,它与时间间隔Δt 的大小有关,当Δt →0 时,平均速度的极限即瞬时速度td d r =v .切向和法向加速度是指在自然坐标下的分矢量a t 和an ,前者只反映质点在切线方向速度大小的变化率,即t t te a d d v =,后者只反映质点速度方向的变化,它可由总加速度a 和a t 得到.在求得t1 时刻质点的速度和法向加速度的大小后,可由公式ρa n 2v =求ρ. 解 (1) 由参数方程x =2.0t, y =19.0-2.0t2消去t 得质点的轨迹方程:y =19.0 -0.50x2(2) 在t1 =1.00s 到t2 =2.0s时间内的平均速度j i r r 0.60.2ΔΔ1212-=--==t t t r v (3) 质点在任意时刻的速度和加速度分别为j i j i j i t ty t x t y x 0.40.2d d d d )(-=+=+=v v v j j i a 222220.4d d d d )(-⋅-=+=s m ty t x t 则t1 =1.00s时的速度v(t)|t =1s=2.0i -4.0j切向和法向加速度分别为t t y x t t t tt e e e a 222s 1s m 58.3)(d d d d -=⋅=+==v v v n n t n a a e e a 222s m 79.1-⋅=-=(4) t =1.0s质点的速度大小为122s m 47.4-⋅=+=y x v v v 则m 17.112==na ρv 8.已知质点的运动方程为j i r )2(22t t -+=,式中r 的单位为m,t 的单位为s.求:(1) 质点的运动轨迹;(2) t =0 及t =2s时,质点的位矢;(3) 由t =0 到t =2s内质点的位移Δr 和径向增量Δr ;*(4) 2 s 内质点所走过的路程s .分析 质点的轨迹方程为y =f(x),可由运动方程的两个分量式x(t)和y(t)中消去t 即可得到.对于r 、Δr 、Δr 、Δs 来说,物理含义不同,可根据其定义计算.其中对s 的求解用到积分方法,先在轨迹上任取一段微元ds,则22)d ()d (d y x s +=,最后用⎰=s s d 积分求s.解 (1) 由x(t)和y(t)中消去t 后得质点轨迹方程为 2412x y -= 这是一个抛物线方程,轨迹如图(a)所示.(2) 将t =0s和t =2s分别代入运动方程,可得相应位矢分别为j r 20= , j i r 242-=图(a)中的P 、Q 两点,即为t =0s和t =2s时质点所在位置.(3) 由位移表达式,得j i j i r r r 24)()(Δ020212-=-+-=-=y y x x 其中位移大小m 66.5)(Δ)(ΔΔ22=+=y x r 而径向增量m 47.2ΔΔ2020222202=+-+=-==y x y x r r r r *(4) 如图(B)所示,所求Δs 即为图中PQ 段长度,先在其间任意处取AB 微元ds,则22)d ()d (d y x s +=,由轨道方程可得x x y d 21d -=,代入ds,则2s内路程为 m 91.5d 4d 402=+==⎰⎰x x s s QP9.一质点P 沿半径R =3.0 m 的圆周作匀速率运动,运动一周所需时间为20.0s,设t =0 时,质点位于O 点.按(a)图中所示Oxy 坐标系,求(1) 质点P 在任意时刻的位矢;(2)5s时的速度和加速度.分析 该题属于运动学的第一类问题,即已知运动方程r =r(t)求质点运动的一切信息(如位置矢量、位移、速度、加速度).在确定运动方程时,若取以点(0,3)为原点的O ′x ′y ′坐标系,并采用参数方程x ′=x ′(t)和y ′=y ′(t)来表示圆周运动是比较方便的.然后,运用坐标变换x =x0 +x ′和y =y0 +y ′,将所得参数方程转换至Oxy 坐标系中,即得Oxy 坐标系中质点P 在任意时刻的位矢.采用对运动方程求导的方法可得速度和加速度.解 (1) 如图(B)所示,在O ′x ′y ′坐标系中,因t Tθπ2 ,则质点P 的参数方程为t T R x π2sin =', t T R y π2cos -=' 坐标变换后,在Oxy 坐标系中有 t T R x x π2sin='=, R t T R y y y +-=+'=π2cos 0 则质点P 的位矢方程为j i r ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=R t T R t T R π2cos π2sin j i )]π1.0(cos 1[3)π1.0(sin 3t t -+=(2) 5s时的速度和加速度分别为j j i r )s m π3.0(π2sin π2π2cos π2d d 1-⋅=+==t TT R t T T R t v i j i r a )s m π03.0(π2cos )π2(π2sin )π2(d d 222222-⋅-=+-==t TT R t T T R t10.如图所示,半径为R 的半圆凸轮以等速v0沿水平面 向右运动,带动从动杆AB 沿竖直方向上升,O 为凸轮圆心,P 为其顶点.求:当∠AOP=α时,AB 杆的速度和加速度.根据解析:速度的合成,运用平行四边形定则,得:v 杆=v0tan α。
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.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.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。
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学习必备欢迎下载高中物理《运动学》练习题一、选择题1.下列说法中正确的是()A.匀速运动就是匀速直线运动B.对于匀速直线运动来说,路程就是位移C.物体的位移越大,平均速度一定越大D.物体在某段时间内的平均速度越大,在其间任一时刻的瞬时速度也一定越大2.关于速度的说法正确的是()A.速度与位移成正比B.平均速率等于平均速度的大小C.匀速直线运动任何一段时间内的平均速度等于任一点的瞬时速度D.瞬时速度就是运动物体在一段较短时间内的平均速度3.物体沿一条直线运动,下列说法正确的是()A .物体在某时刻的速度为3m/s,则物体在1s 内一定走3mB.物体在某1s 内的平均速度是3m/s,则物体在这1s 内的位移一定是3mC.物体在某段时间内的平均速度是3m/s,则物体在1s 内的位移一定是3mD.物体在发生某段位移过程中的平均速度是3m/s,则物体在这段位移的一半时的速度一定是3m/s 4.关于平均速度的下列说法中,物理含义正确的是()A .汽车在出发后10s 内的平均速度是5m/sB.汽车在某段时间内的平均速度是5m/s,表示汽车在这段时间的每1s 内的位移都是5mC.汽车经过两路标之间的平均速度是5m/sD.汽车在某段时间内的平均速度都等于它的初速度与末速度之和的一半5.火车以76km/h 的速度经过某一段路,子弹以600m/ s 的速度从枪口射出,则()A .76km/h 是平均速度B . 76km/h 是瞬时速度C.600m/s 是瞬时速度D. 600m/s 是平均速度6.某人沿直线做单方向运动,由 A 到 B 的速度为v1,由 B 到 C 的速度为v2,若AB BC ,则这全过程的平均速度是()A .( v1v2 ) / 2B .(v1v2 ) / 2C.( v1v2 ) /(v1v2 )D.2v1v2/(v1v2 ) 7.如图是A、B 两物体运动的速度图象,则下列说法正确的是()A .物体 A 的运动是以10m/s 的速度匀速运动B .物体 B 的运动是先以5m/ s 的速度与 A 同方向C.物体 B 在最初 3s 内位移是 10mD.物体 B 在最初 3s 内路程是 10m8.有一质点从t=0 开始由原点出发,其运动的速度—时间图象如图所示,则()A .t1s时,质点离原点的距离最大B .t 2 s时,质点离原点的距离最大C.t 2 s时,质点回到原点D .t 4 s时,质点回到原点9.如图所示,能正确表示物体做匀速直线运动的图象是()10.质点做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,在质点做匀加速运动的过程中,下列说法正确的是()A .质点的未速度一定比初速度大2m/sB .质点在第三秒米速度比第2s 末速度大2m/sC.质点在任何一秒的未速度都比初速度大2m/ sD .质点在任何一秒的末速度都比前一秒的初速度大2m/ s11.关于加速度的概念,正确的是()A .加速度反映速度变化的快慢B .加速度反映速度变化的大小C.加速度为正值,表示物体速度一定是越来越大D .加速度为负值,表示速度一定是越来越小12.下列说法中正确的是()A .物体的加速度不为零,速度可能为零B .物体的速度大小保持不变时,可能加速度不为零C.速度变化越快,加速度一定越大D .加速度越小,速度一定越小13.一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的情况可能是()A.速度不断增大,加速度为零时,速度最大B.速度不断减小,加速度为零时,速度最小C.速度的变化率越来越小D .速度肯定是越来越小的二、填空题14.如图所示为某一质点运动的速度图象,从图象可知:质点运动方向和第1s 运动方向相同的是在______时间内,质点运动速度方向和第3s 运动速度方向相同的是在______时间内。
高考物理曲线运动题20套(带答案)

高考物理曲线运动题20 套( 带答案 )一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如下图,一箱子高为H.底边长为L,一小球从一壁上沿口 A 垂直于箱壁以某一初速度向对面水平抛出,空气阻力不计。
设小球与箱壁碰撞前后的速度大小不变,且速度方向与箱壁的夹角相等。
(1)若小球与箱壁一次碰撞后落到箱底处离 C 点距离为,求小球抛出时的初速度v0;(2)若小球正好落在箱子的 B 点,求初速度的可能值。
【答案】( 1)( 2)【分析】【剖析】(1)将整个过程等效为完好的平抛运动,联合水平位移和竖直位移求解初速度;(2)若小球正好落在箱子的 B 点,则水平位移应当是2L 的整数倍,经过平抛运动公式列式求解初速度可能值。
【详解】(1)本题能够当作是无反弹的完好平抛运动,则水平位移为: x==v0t竖直位移为: H= gt2解得: v0=;(2)若小球正好落在箱子的 B 点,则小球的水平位移为:x′=2nL( n= 1.2.3 )同理: x′=2nL=v′H=20t,gt ′解得:( n= 1.2.3 )2.如下图 ,固定的圆滑平台上固定有圆滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m, 平台上静止搁置着两个滑块 A、B,m A=0.1kg,m B=0.2kg,两滑块间夹有少许炸药 ,平台右边有一带挡板的小车,静止在圆滑的水平川面上.小车质量为M=0.3kg,车面与平台的台面等高 ,小车的上表面的右边固定一根轻弹簧 ,弹簧的自由端在Q 点,小车的上表面左端点 P 与 Q 点之间是粗拙的 ,PQ 间距离为 L 滑块 B 与 PQ 之间的动摩擦因数为μ=0.2,Q 点右边表面是圆滑的.点燃炸药后,A、B 分别瞬时 A 滑块获取向左的速度v A=6m/s, 而滑块 B 则冲向小车.两滑块都能够看作质点,炸药的质量忽视不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2.求 :(1)滑块 A 在半圆轨道最高点对轨道的压力;(2)若 L=0.8m, 滑块 B 滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能;(3)要使滑块 B 既能挤压弹簧 ,又最后没有滑离小车,则小车上PQ 之间的距离L 应在什么范围内【答案】( 1) 1N,方向竖直向上( 2)E P0.22 J(3) 0. 675m< L<1. 35m【分析】【详解】(1)A 从轨道最低点到轨道最高点由机械能守恒定律得:1m A v A21m A v2m A g 2R22在最高点由牛顿第二定律:v2m A g F N m A滑块在半圆轨道最高点遇到的压力为:F N=1NR由牛顿第三定律得:滑块对轨道的压力大小为1N,方向向上(2)爆炸过程由动量守恒定律:m A v A m B v B解得: v B=3m/s滑块 B 冲上小车后将弹簧压缩到最短时,弹簧拥有最大弹性势能,由动量守恒定律可知:m B v B( m B M )v共由能量关系:E P 1m B v B21(m B M )v共2 - m BgL22解得 E P=0.22J(3)滑块最后没有走开小车,滑块和小车拥有共同的末速度,设为u,滑块与小车构成的系统动量守恒,有:m B v B( m B M )v若小车 PQ 之间的距离 L 足够大,则滑块还没与弹簧接触就已经与小车相对静止,设滑块恰巧滑到 Q 点,由能量守恒定律得:m B gL11m B v B21(m B M )v2 22联立解得:L1=1.35m若小车 PQ 之间的距离L 不是很大,则滑块必定挤压弹簧,因为Q 点右边是圆滑的,滑块必定被弹回到PQ 之间,设滑块恰巧回到小车的左端P 点处,由能量守恒定律得:2 m B gL21m B v B21(m B M )v2 22联立解得:L2=0.675m综上所述,要使滑块既能挤压弹簧,又最后没有走开小车,PQ 之间的距离L 应知足的范围是 0.675m <L< 1.35m3.如下图,圆弧轨道AB 是在竖直平面内的1圆周,B点离地面的高度h=0.8m,该处切4线是水平的,一质量为m=200g 的小球(可视为质点)自 A 点由静止开始沿轨道下滑(不计小球与轨道间的摩擦及空气阻力),小球从 B 点水平飞出,最后落到水平川面上的D 点.已知小物块落地址 D 到 C点的距离为x=4m,重力加快度为g=10m/ s2.求:(1)圆弧轨道的半径(2)小球滑到 B 点时对轨道的压力.【答案】(1)圆弧轨道的半径是 5m.(2)小球滑到 B 点时对轨道的压力为 6N,方向竖直向下.【分析】(1)小球由 B 到 D 做平抛运动,有: h= 1gt22Bx=v t解得:v B xg104210m / s 2h0.8A 到B 过程,由动能定理得:1mgR= mv B2-02解得轨道半径R=5m2(2)在 B 点,由向心力公式得:N mg mv BR 解得: N=6N依据牛顿第三定律,小球对轨道的压力N =N=6N ,方向竖直向下点睛:解决本题的重点要剖析小球的运动过程,掌握每个过程和状态的物理规律,掌握圆周运动靠径向的协力供给向心力,运用运动的分解法进行研究平抛运动.4. 如下图,一半径r = 0.2 m 的 1/4 圆滑圆弧形槽底端 B 与水平传递带相接,传递带的运行速度为 v 0= 4 m/s ,长为 L =1.25 m ,滑块与传递带间的动摩擦因数μ= 0.2, DEF 为固定于竖直平面内的一段内壁圆滑的中空方形细管, EF 段被弯成以 O 为圆心、半径 R = 0.25 m的一小段圆弧,管的D 端弯成与水平传带 C 端光滑相接, O 点位于地面, OF 连线竖直.一质量为 M = 0.2 kg 的物块 a 从圆弧顶端 A 点无初速滑下,滑到传递带上后做匀加快运动,事后滑块被传递带送入管 DEF ,已知 a 物块可视为质点, a 横截面略小于管中空部分的横截面,重力加快度 g 取 10 m/s 2.求:(1)滑块 a 抵达底端 B 时的速度大小 v ;B(2)滑块 a 刚抵达管顶 F 点时对管壁的压力. 【答案】( 1) v B 2m / s (2) F N 1.2N【分析】试题剖析:( 1)设滑块抵达B 点的速度为 v B ,由机械能守恒定律,有 M gr1Mv B 22解得: v B =2m/s(2)滑块在传递带上做匀加快运动,遇到传递带对它的滑动摩擦力,由牛顿第二定律 μMg =Ma滑块对地位移为 L ,末速度为 v C ,设滑块在传递带上向来加快由速度位移关系式 2 22Al=v C -v B得 v C =3m/s<4m/s ,可知滑块与传递带未达共速,滑块从 C 至 F ,由机械能守恒定律,有1Mv C2MgR1Mv F 222得 v F =2m/s在 F 处由牛顿第二定律 M g F Nv F 2MR得 FN =1. 2N 由牛顿第三定律得管上壁受压力为 1. 2N, 压力方向竖直向上考点:机械能守恒定律;牛顿第二定律【名师点睛】物块下滑和上滑机遇械能守恒,物块在传递带上运动时,受摩擦力作用,依据运动学公式剖析滑块经过传递带时的速度,注意物块在传递带上的速度剖析.5.如下图,ABCD是一个地面和轨道均圆滑的过山车轨道模型,现对静止在 A 处的滑块施加一个水平向右的推力F,使它从 A 点开始做匀加快直线运动,当它水光滑行 2.5 m 时抵达 B 点,此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m 且内壁圆滑的竖直固定圆轨道,并恰好经过最高点C,当滑块滑过水平BD 部分后,又滑上静止在 D 处,且与ABD 等高的长木板上,已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg,滑块与长木板、长木板与水平川面间的动摩擦因数分别为0.3、,它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力,取g=10 m/s 2,求:(1)水平推力 F 的大小;(2)滑块抵达 D 点的速度大小;(3)木板起码为多长时,滑块才能不从木板上掉下来?在该状况下,木板在水平川面上最后滑行的总位移为多少?【答案】( 1) 1N( 2)(3)t= 1 s ;【分析】【剖析】【详解】(1)因为滑块恰巧过 C 点,则有:m1g= m1从 A 到 C 由动能定理得:Fx- m1g·2R= m1 v C2- 0代入数据联立解得:F=1 N(2)从 A 到 D 由动能定理得:2Fx= m1v D代入数据解得:v D= 5 m/s(3)滑块滑到木板上时,对滑块:μ1m1g=m1a1,解得:a1=μ1g= 3 m/s 2对木板有:μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2,代入数据解得:a2= 2 m/s2滑块恰巧不从木板上滑下,此时滑块滑到木板的右端时恰巧与木板速度同样,有:v 共= v D- a1 tv 共= a2t,代入数据解得:t= 1 s此时滑块的位移为:x1= v D t-a1t2,木板的位移为:x2= a2t2, L=x1- x2,代入数据解得:L= 2.5 mv 共= 2 m/sx2= 1 m达到共同速度后木板又滑行x′,则有:v 共2= 2μ2gx′,代入数据解得:x′= 1.5 m木板在水平川面上最后滑行的总位移为:x 木= x2+ x′=2.5 m点睛:本题考察了动能定理和牛顿第二定律、运动学公式的综合运用,解决本题的重点理清滑块和木板在整个过程中的运动规律,选择适合的规律进行求解.6.如下图,轻绳绕过定滑轮,一端连结物块A,另一端连结在滑环 C 上,物块 A 的下端用弹簧与放在地面上的物块 B 连结, A、B 两物块的质量均为m,滑环 C的质量为M,开始时绳连结滑环 C 部分处于水平,绳恰巧拉直且无弹力,滑轮到杆的距离为L,控制滑块4C,使其沿杆迟缓下滑,当 C 下滑L 时,开释滑环C,结果滑环 C 恰巧处于静止,此时B3恰巧要走开地面,不计全部摩擦,重力加快度为g.(1)求弹簧的劲度系数;(2)若由静止开释滑环C,求当物块 B 恰巧要走开地面时,滑环 C 的速度大小.3mg(2)10(2 M m) gL【答案】( 1)48m75ML【分析】【详解】(1)设开始时弹簧的压缩量为x,则 kx=mg设 B 物块恰巧要走开地面,弹簧的伸长量为x′,则 kx′=mg所以 x′= x=mgk由几何关系得 2x=L216 L2 2 L- L=93求得 x=L3得 k=3mgL(2)弹簧的劲度系数为k,开始时弹簧的压缩量为x1=当 B 恰巧要走开地面时,弹簧的伸长量mg L x2=3k所以 A 上涨的距离为h =x1+x2=2L 3C 下滑的距离H(L h)2L2=4L3依据机械能守恒1m(vH)2 1 Mv2MgH - mgh =2H 2L22(2 M m)gL求得v10mg L k37.如下图, P 为弹射器, PA、 BC为圆滑水平面分别与传递带AB 水平相连, CD为圆滑半圆轨道,其半径R=2m,传递带AB 长为 L=6m,并沿逆时针方向匀速转动.现有一质量m=1kg 的物体(可视为质点)由弹射器P 弹出后滑向传递带经BC紧贴圆弧面抵达 D 点,已知弹射器的弹性势能所有转变为物体的动能,物体与传递带的动摩擦因数为=0.2.取g=10m/s2,现要使物体恰巧能经过 D 点,求:(1)物体抵达 D 点速度大小;(2)则弹射器初始时拥有的弹性势能起码为多少.【答案】( 1) 2 5 m/s;(2)62J【分析】【剖析】【详解】(1)由题知,物体恰巧能经过 D 点,则有:mg m v D2 R解得: v D gR 2 5 m/s(2)物体从弹射到 D 点,由动能定理得:W mgL2mgR1m v D202W E p解得: E p62J8.如下图,一质量为 m=1kg 的小球从 A 点沿圆滑斜面轨道由静止滑下,不计经过 B 点时的能量损失,而后挨次滑入两个同样的圆形轨道内侧,其轨道半径 R=10cm,小球恰能通过第二个圆形轨道的最高点,小球走开圆形轨道后可持续向 E 点运动, E 点右边有一壕沟, E、F 两点的竖直高度d=0.8m,水平距离 x=1.2m,水平轨道 CD 长为 L1=1m , DE长为L2=3m.轨道除 CD 和 DE 部分粗拙外,其他均圆滑,小球与 CD 和 DE 间的动摩擦因数2(1)小球经过第二个圆形轨道的最高点时的速度;(2)小球经过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力的大小;(3)若小球既能经过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球从 A 点开释时的高度的范围是多少?【答案】 (1)1m/s ( 2) 40N (3) 0.45m h0.8m 或 h 1.25m【分析】⑴小球恰能经过第二个圆形轨道最高点,有:2 mgmv 2R求得: υ2=gR =1m/s ①⑵在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中,应用动能定理有: - μmgL 1mv 2 2 12②1=- 2mv 12求得: υ22 gL 1 = 5 m/s21=2在最高点时,协力供给向心力,即F N +mg= m 1③R2求得: F N = m(1- g)= 40NR依据牛顿第三定律知,小球对轨道的压力为:F NN′ =F=40N ④⑵若小球恰巧经过第二轨道最高点,小球从斜面上开释的高度为 h1,在这一过程中应用动能定理有: mgh 111 22⑤- μ mgL - mg 2R =mv22求得: h 112=0.45m=2R+μL +2g若小球恰巧能运动到 E 点,小球从斜面上开释的高度为h 1,在这一过程中应用动能定理有: mgh - μ mg(L+L )=0- 0 ⑥21 2求得: h 21 2=μ (L+L )=0.8m使小球停在 BC 段,应有 h 12≤ h ≤h,即: 0.45m ≤ h ≤ 0.8m若小球能经过 E 点,并恰巧超出壕沟时,则有12d⑦d = gt 2→ t == 0.4s2gEtEx⑧ x=v →υ= t =3m/s设小球开释高度为h3,从开释到运动E 点过程中应用动能定理有:mgh 3 - μ mg(L 1+L 2)= 1mv E 2- 0⑨22求得: h 3 =μ1 2E=1.25m(L+L)+2g即小球要超出壕沟开释的高度应知足: h ≥1.25m综上可知,开释小球的高度应知足:0.45m ≤h ≤0.8m 或 h ≥1.25m ⑩9. 如下图,倾角 θ=30°的圆滑斜面上,一轻质弹簧一端固定在挡板上,另一端连结质量m B=0.5kg的物块B,B 经过轻质细绳越过圆滑定滑轮与质量m A=4kg的物块 A 连结,细绳平行于斜面, A 在外力作用下静止在圆心角为α=60°、半径R=lm的圆滑圆弧轨道的顶端a 处,此时绳索恰巧拉直且无张力;圆弧轨道最低端b 与粗拙水平轨道bc相切,bc与一个半径r=0.12m的圆滑圆轨道光滑连结,静止开释A,当 A 滑至b 时,弹簧的弹力与物块A 在顶端 d 处时相等,此时绳索断裂,已知bc长度为d=0.8m,求:(g取 l0m/s2)(1)轻质弹簧的劲度系数k;(2)物块 A 滑至 b 处,绳索断后瞬时,圆轨道对物块 A 的支持力大小;(3)为了让物块 A 能进入圆轨道且不脱轨,则物体与水平轨道bc间的动摩擦因数μ 应满足什么条件?【答案】(1)k5N / m()72N() 0.350.5或0.12523【分析】(1) A 位于 a 处时,绳无张力弹簧处于压缩状态,设压缩量为x对 B 由均衡条件能够获取:kx m B g sin当 A 滑至 b 时,弹簧处于拉伸状态,弹力与物块 A 在顶端 a 处时相等,则伸长量也为x,由几何关系可知:R 2x ,代入数据解得: k5N / m ;(2)物块 A 在 a 处和在 b 处时,弹簧的形变量同样,弹性势能同样由机械能守恒有:m A gR 1cos m B gR sin 1m A v A21m B v B2 22将 A 在 b 处,由速度分解关系有:v B v A sin代入数据解得:v A22m / s2在 b 处,对 A 由牛顿定律有:N b m A gm Av AR 代入数据解得支持力:N b72 N .(3)物块 A 不离开圆形轨道有两种状况:①不超出圆轨道上与圆心的等高点由动能定理,恰能进入圆轨道时需要知足:1m A gd01m A v A2 2恰能到圆心等高处时需要知足条件:m A gr2 m A gd01m A v A2 2代入数据解得:10.5,2 0.35②过圆轨道最高点,则恰巧过最高点时:v 2m A g m A r由动能定理有:2m A gr3m A gd1m A v21m A v A 222代入数据解得:3 0.125为使物块 A 能进入圆轨道且不脱轨,有:0.35 0.5 或0.125 .10. 某高中物理课程基地拟采买一种能帮助学生对电偏转和磁偏转理解的实验器械 .该器械的中心构造原理可简化为如下图 .一匀强电场方向竖直向下,以竖直线ab 、 cd 为界限,其宽度为 L ,电场强度的大小为 E3mv 02 . 在 cd 的左边有一与 cd 相切于 N 点的圆形有qL界匀强磁场,磁场的方向垂直纸面、水平向外.现有一质量为 m ,电荷量为 q 的带正电粒子自 O 点以水平初速度 v 0 正对 M 点进入该电场后,从 N 点飞离 cd 界限,再经磁场偏转后 又从 P 点垂直于 cd 界限回到电场地区,并恰能返回O 点 .粒子重力不计 .试求:1 粒子从 N 点飞离 cd 界限时的速度大小和方向;2 P 、 N 两点间的距离;3 圆形有界匀强磁场的半径以及磁感觉强度大小;4 该粒子从 O 点出发至再次回到O 点的总时间.【答案】1 2v 0 ,方向与界限 cd 成 30o角斜向下; 25 3L , ;( 3) 5L ,8 48 3mv 0 ; 4 3L 5 3 L5qL2v 0 18v 0【分析】【剖析】(1)利用运动的合成和分解,联合牛顿第二定律,联立刻可求出粒子从 N 点飞离 cd 界限时的速度大小,利用速度倾向角公式即可确立其方向;( 2)利用类平抛规律联合几何关系,即可求出P、 N 两点间的距离;(3)利用洛伦兹力供给向心力联合几何关系,联立刻可求出圆形有界匀强磁场的半径以及磁感觉强度大小;( 4)利用类平抛规律求解粒子在电场中运动的时间,利用周期公式,联合粒子在磁场中转过的圆心角求解粒子在磁场中运动的时间,联立刻可求出该粒子从O 点出发至再次回到O 点的总时间.【详解】(1)画出粒子轨迹过程图,如下图:L粒子从 O 到 N 点时间: t 1=v0粒子在电场中加快度: a= qE=3v 02 m L粒子在 N 点时竖直方向的速度:v y 10=at = 3 v粒子从 N 点飞离 cd 界限时的速度: v=2v0v y=,故=600,即速度与界限cd 成 300角斜向下.速度偏转角的正切: tanθ=3v0θL(2)粒子从 P 到 O 点时间: t2= 2v0粒子从 P 到 O 点过程的竖直方向位移:y2=1at22= 3 L28粒子从 O 到 N 点过程的竖直方向位移:y1=12=3at L 212故 P、 N 两点间的距离为: Y PN=y1+y2= 53 L8(3)设粒子做匀速圆周运动的半径为r,依据几何关系可得:r cos600 +r= 5 3L 8解得粒子做匀速圆周运动的半径:r= 53L 12依据洛伦兹力供给向心力可得:qvB=m v2 r解得圆形有界匀强磁场的磁感觉强度: B=mv8 3mv0=qr5qL依据几何关系能够确立磁场地区的半径:R=2r cos300即圆形有界匀强磁场的半径: R=5L4(4)粒子在磁场中运动的周期:2πr T=v粒子在匀强磁场中运动的时间:2 5 3πL t 3=T=318v0粒子从 O 点出发至再次回到3L 5 3πL O 点的总时间: t=t 1+t2+t 3=+2v 018v 0【点睛】本题考察带电粒子在复合场中运动,类平抛运动运用运动的合成和分解牛顿第二定律联合运动学公式求解,粒子在磁场中的运动运用洛伦兹力供给向心力联合几何关系求解,解题重点是要作出临界的轨迹图,正确运用数学几何关系,还要剖析好从电场射入磁场连接点的速度大小和方向;运用粒子在磁场中转过的圆心角,联合周期公式,求解粒子在磁场中运动的时间.。
高中物理力学经典的题库(含答案)

高中物理力学计算题汇总经典精解(50题)1.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m·s2)图1-732.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s2)(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?(注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座椅连为一体)3.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?4.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s2.求(1)2秒末物块的即时速度.(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.5.如图1-74所示,一个人用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40(g=10m/s2).求图1-74(1)推力F的大小.(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离?6.一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为2.4m,网的高度为0.9m.(1)若网球在网上0.1m处越过,求网球的初速度.(2)若按上述初速度发球,求该网球落地点到网的距离.取g=10/m·s2,不考虑空气阻力.7.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37°角,如图1-70所示,求:图1-70(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;(2)质点经过P点时的速度.8.如图1-71甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s末后将拉力撤去.物体运动的v-t图象如图1-71乙,试求拉力F.图1-719.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s,物体到达B处.A、B相距L=10m.则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?10.如图1-72所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)图1-7211.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星,卫星的速度称为第一宇宙速度.(1)试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式,要求写出推导依据.(2)若已知第一宇宙速度的大小为v=7.9km/s,地球半径R=6.4×103km,万有引力常量G=(2/3)×10-10N·m2/kg2,求地球质量(结果要求保留二位有效数字).12.如图1-75所示,质量2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为1.0kg的物块,物块与小车之间的动摩擦因数为0.5,当物块与小车同时分别受到水平向左F1=6.0N的拉力和水平向右F2=9.0N的拉力,经0.4s同时撤去两力,为使物块不从小车上滑下,求小车最少要多长.(g取10m/s2)图1-7513.如图1-76所示,带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上,车左端被固定在船上的物体挡住,小车的弧形轨道和水平部分在B点相切,且AB段光滑,BC段粗糙.现有一个离车的BC面高为h的木块由A点自静止滑下,最终停在车面上BC段的某处.已知木块、车、船的质量分别为m1=m,m2=2m,m3=3m;木块与车表面间的动摩擦因数μ=0.4,水对船的阻力不计,求木块在BC面上滑行的距离s是多少?(设船足够长)图1-7614.如图1-77所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径R的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:图1-77(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小.(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.15.如图1-78所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s2)图1-78(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.16.如图1-79所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.图1-79(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?17.如图1-80所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v0在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为μ,B在A板上单程滑行长度为l.求:图1-80(1)若μl=3v02/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.18.在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路.汽车司机发现前方有危险(游客正在D处)经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场.现以图1-81示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经31.5m后停下来.在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m.问图1-81①该肇事汽车的初速度vA是多大?②游客横过马路的速度大小?(g取10m/s2)19.如图1-82所示,质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角θ=30°的光滑斜面上处于静止状态,轻质弹簧一端与物块B连接,另一端与固定挡板连接,弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上做匀加速运动,已知力F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,求(g取10m/s2)图1-82(1)力F的最大值与最小值;(2)力F由最小值达到最大值的过程中,物块A所增加的重力势能.20.如图1-83所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.图1-8321.如图1-84所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径.弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动,现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保持相对静止,则需要的条件是什么?图1-8422.设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念,论述人造地球卫星随着轨道半径的增加,它的线速度变小,周期变大.23.一质点做匀加速直线运动,其加速度为a,某时刻通过A点,经时间T通过B点,发生的位移为s1,再经过时间T通过C点,又经过第三个时间T通过D点,在第三个时间T内发生的位移为s3,试利用匀变速直线运动公式证明:a=(s3-s1)/2T2.24.小车拖着纸带做直线运动,打点计时器在纸带上打下了一系列的点.如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动?说出判断依据并作出相应的证明.25.如图1-80所示,质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板,木板的质量为4kg.经过时间2s以后,物块从木板的另一端以1m/s相对地的速度滑出,在这一过程中木板的位移为0.5m,求木板与水平面间的动摩擦因数.图1-80图1-8126.如图1-81所示,在光滑地面上并排放两个相同的木块,长度皆为l=1.00m,在左边木块的最左端放一小金属块,它的质量等于一个木块的质量,开始小金属块以初速度v0=2.00m/s向右滑动,金属块与木块之间的滑动摩擦因数μ=0.10,g取10m/s2,求:木块的最后速度.27.如图1-82所示,A、B两个物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为mA=3kg、mB=6kg,今用水平力FA推A,用水平力FB拉B,FA和FB随时间变化的关系是FA=9-2t(N),FB=3+2t(N).求从t=0到A、B脱离,它们的位移是多少?图1-82图1-8328.如图1-83所示,木块A、B靠拢置于光滑的水平地面上.A、B的质量分别是2kg、3kg,A的长度是0.5m,另一质量是1kg、可视为质点的滑块C以速度v0=3m/s沿水平方向滑到A上,C与A、B间的动摩擦因数都相等,已知C由A滑向B的速度是v=2m/s,求:(1)C与A、B之间的动摩擦因数;(2)C在B上相对B滑行多大距离?(3)C在B上滑行过程中,B滑行了多远?(4)C在A、B上共滑行了多长时间?29.如图1-84所示,一质量为m的滑块能在倾角为θ的斜面上以a=(gsinθ)/2匀加速下滑,若用一水平推力F作用于滑块,使之能静止在斜面上.求推力F的大小.图1-84图1-8530.如图1-85所示,AB和CD为两个对称斜面,其上部足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0m,一个质量为m=1kg的物体在离弧高度为h=3.0m处,以初速度4.0m/s沿斜面运动,若物体与两斜面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,则(1)物体在斜面上(不包括圆弧部分)走过路程的最大值为多少?(2)试描述物体最终的运动情况.(3)物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?31.如图1-86所示,一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v0=22.0m/s恒定速度行驶,突然驾驶员刹车使车做匀减速运动,为使木箱不撞击驾驶室.g取1m/s2,试求:(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间.(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大.图1-86图1-8732.如图1-87所示,1、2两木块用绷直的细绳连接,放在水平面上,其质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.10.在t=0时开始用向右的水平拉力F=6.0N拉木块2和木块1同时开始运动,过一段时间细绳断开,到t=6.0s时1、2两木块相距Δs=22.0m(细绳长度可忽略),木块1早已停止.求此时木块2的动能.(g取10m/s2)33.如图1-88甲所示,质量为M、长L=1.0m、右端带有竖直挡板的木板B静止在光滑水平面上,一个质量为m的小木块(可视为质点)A以水平速度v0=4.0m/s滑上B的左端,之后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板B的左端,已知M/m=3,并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可以忽略不计,g取10m/s2.求(1)A、B最后速度;(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数.(3)木块A与木板B相碰前后木板B的速度,再在图1-88乙所给坐标中画出此过程中B相对地的v-t图线.图1-8834.两个物体质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度v0向右运动,如图1-89所示,它们同时开始受到大小相等、方向与v0相同的恒力F的作用,它们能不能在某一时刻达到相同的速度?说明判断的理由.图1-89图1-90图1-9135.如图1-90所示,ABC是光滑半圆形轨道,其直径AOC处于竖直方向,长为0.8m.半径OB处于水平方向.质量为m的小球自A点以初速度v水平射入,求:(1)欲使小球沿轨道运动,其水平初速度v的最小值是多少?(2)若小球的水平初速度v小于(1)中的最小值,小球有无可能经过B点?若能,求出水平初速度大小满足的条件,若不能,请说明理由.(g取10m/s2,小球和轨道相碰时无能量损失而不反弹)36.试证明太空中任何天体表面附近卫星的运动周期与该天体密度的平方根成反比.37.在光滑水平面上有一质量为0.2kg的小球,以5.0m/s的速度向前运动,与一个质量为0.3kg的静止的木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度为4.2m/s,试论证这种假设是否合理.38.如图1-91所示在光滑水平地面上,停着一辆玩具汽车,小车上的平台A是粗糙的,并靠在光滑的水平桌面旁,现有一质量为m的小物体C以速度v0沿水平桌面自左向右运动,滑过平台A后,恰能落在小车底面的前端B处,并粘合在一起,已知小车的质量为M,平台A离车底平面的高度OA=h,又OB=s,求:(1)物体C刚离开平台时,小车获得的速度;(2)物体与小车相互作用的过程中,系统损失的机械能.39.一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右端离竖直挡板0.5m,现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以一定速度v0从B的左端水平滑上B,如图1-92所示,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞前后速度大小不变.①若v0=2m/s,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?②若v0=4m/s,要使A最终不脱离B,则木板B又至少有多长?(g取10m/s2)图1-92图1-9340.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,动摩擦因数为μ,滑块CD上表面为光滑的1/4圆弧,它们紧靠在一起,如图1-93所示.一可视为质点的物块P质量也为m,它从木板AB右端以初速v0滑入,过B点时速度为v0/2,后又滑上滑块,最终恰好滑到最高点C处,求:(1)物块滑到B处时,木板的速度vAB;(2)木板的长度L;(3)物块滑到C处时滑块CD的动能.41.一平直长木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板,如图1-94所示.设A、B两小物块与长木板C间的动摩擦因数均为μ,A、B、C三者质量相等.①若A、B两小物块不发生碰撞,则由开始滑上C到静止在C上止,B通过的总路程是多大?经过的时间多长?②为使A、B两小物块不发生碰撞,长木板C的长度至少多大?图1-94图1-9542.在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,质量为m的物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将m栓住,m静止在小车上的A点,如图1-95所示.设m与M间的动摩擦因数为μ,O点为弹簧原长位置,将细线烧断后,m、M开始运动.(1)当物体m位于O点左侧还是右侧,物体m的速度最大?简要说明理由.(2)若物体m达到最大速度v1时,物体m已相对小车移动了距离s.求此时M的速度v2和这一过程中弹簧释放的弹性势能Ep?(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动?并简要说明理由.43.如图1-96所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑1/4圆弧轨道,两轨道恰好相切.质量为M的小木块静止在O点,一质量为m的小子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,恰能到达圆弧最高点C(小木块和子弹均可看成质点).问:(1)子弹入射前的速度?(2)若每当小木块返回或停止在O点时,立即有相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧能上升的最大高度为多少?图1-96图1-9744.如图1-97所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.4.开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s2)求:(1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.(3)为使滑块始终不会从平板车右端滑下,平板车至少多长?(M可当作质点处理)45.如图1-98所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1kg的小球B,车旁有一支架被固定在轨道上,支架上O点悬挂一个质量仍为0.1kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直并相互平行.若将A球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放,与B球发生碰撞,如果碰撞过程中无机械能损失,求碰撞后B球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度.图1-98图1-9946.如图1-99所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动.若人手提供的功率恒为P,求:(1)小球做圆周运动的线速度大小;(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.47.如图1-100所示,一个框架质量m1=200g,通过定滑轮用绳子挂在轻弹簧的一端,弹簧的另一端固定在墙上,当系统静止时,弹簧伸长了10cm,另有一粘性物体质量m2=200g,从距框架底板H=30cm的上方由静止开始自由下落,并用很短时间粘在底板上.g取10m/s2,设弹簧右端一直没有碰到滑轮,不计滑轮摩擦,求框架向下移动的最大距离h多大?图1-100图1-101图1-10248.如图1-101所示,在光滑的水平面上,有两个质量都是M的小车A和B,两车之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v0向右运动,另有一质量为m=M/2的粘性物体,从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘合在一起,求这以后的运动过程中,弹簧获得的最大弹性势能E.49.一轻弹簧直立在地面上,其劲度系数为k=400N/m,在弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子内装物体B,B的上下表面恰与盒子接触,如图1-102所示,A和B的质量mA=mB=1kg,g=10m/s2,不计阻力,先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动,已知弹簧的弹性势能决定于弹簧的形变大小.(1)试求A的振幅;(2)试求B的最大速率;(3)试求在最高点和最低点A对B的作用力.参考解题过程与答案1.解:由匀加速运动的公式v2=v02+2as得物块沿斜面下滑的加速度为a=v2/2s=1.42/(2×1.4)=0.7ms-2,由于a<gsinθ=5ms-2,可知物块受到摩擦力的作用.图3分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有mgsinθ-f1=ma,mgcosθ-N1=0,分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有f2+f1cosθ-N1sinθ=0,由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力f2=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0.7×(/2)=0.61N.此力的方向与图中所设的一致(由指向).2.解:(1)飞机原先是水平飞行的,由于垂直气流的作用,飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动,根据h=(1/2)at2,得a=2h/t2,代入h=1700m,t=10s,得a=(2×1700/102)(m/s2)=34m/s2,方向竖直向下.(2)飞机在向下做加速运动的过程中,若乘客已系好安全带,使机上乘客产生加速度的力是向下重力和安全带拉力的合力.设乘客质量为m,安全带提供的竖直向下拉力为F,根据牛顿第二定律F+mg=ma,得安全带拉力F=m(a-g)=m(34-10)N=24m(N),∴安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数n=F/mg=24mN/m·10N=2.4(倍).(3)若乘客未系安全带,飞机向下的加速度为34m/s2,人向下加速度为10m/s2,飞机向下的加速度大于人的加速度,所以人对飞机将向上运动,会使头部受到严重伤害.3.解:设月球表面重力加速度为g,根据平抛运动规律,有h=(1/2)gt2,①水平射程为L=v0t,②联立①②得g=2hv02/L2.③根据牛顿第二定律,得mg=m(2π/T)2R,④联立③④得T=(πL/v0h).⑤4.解:前2秒内,有F-f=ma1,f=μN,N=mg,则a1=(F-μmg)/m=4m/s2,vt=a1t=8m/s,撤去F以后a2=f/m=2m/s,s=v12/2a2=16m.5.解:(1)用力斜向下推时,箱子匀速运动,则有Fcosθ=f,f=μN,N=G+Fsinθ,联立以上三式代数据,得F=1.2×102N.(2)若水平用力推箱子时,据牛顿第二定律,得F合=ma,则有F-μN=ma,N=G,联立解得a=2.0m/s2.v=at=2.0×3.0m/s=6.0m/s,s=(1/2)at2=(1/2)×2.0×3.02m/s=9.0m,推力停止作用后a′=f/m=4.0m/s2(方向向左),s′=v2/2a′=4.5m,则s总=s+s′=13.5m.6.解:根据题中说明,该运动员发球后,网球做平抛运动.以v表示初速度,H表示网球开始运动时离地面的高度(即发球高度),s1表示网球开始运动时与网的水平距离(即运动员离开网的距离),t1表示网球通过网上的时刻,h表示网球通过网上时离地面的高度,由平抛运动规律得到s1=vt1,H-h=(1/2)gt12,消去t1,得v=m/s,v≈23m/s.以t2表示网球落地的时刻,s2表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离,s表示网球落地点与网的水平距离,由平抛运动规律得到H=(1/2)gt22,s2=vt2,消去t2,得s2=v2Hg≈16m,网球落地点到网的距离s=s2-s1≈4m. 7.解:设经过时间t,物体到达P点(1)xP=v0t,yP=(1/2)(F/m)t2,xP/yP=ctg37°,联解得t=3s,x=30m,y=22.5m,坐标(30m,22.5m)(2)vy=(F/m)t=15m/s,∴v=220yv v += 513m/s,tgα=vy/v0=15/10=3/2,∴α=arctg(3/2),α为v与水平方向的夹角. 8.解:在0~1s内,由v-t图象,知a1=12m/s2,由牛顿第二定律,得F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1,①在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s2,因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得 -μmgcosθ-mgsinθ=ma2,②②式代入①式,得F=18N.9.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则(v/2)t1+v(t-t1)=L,所以t1=2(vt-L)/v=(2×(2×6-10)/2)s=2s.为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而a=v/t=1m/s2.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则 (1/2)at22=L,t2=2L a =2101⨯=25s.vmin=at2=1×25m/s=25m/s. 传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s2的匀加速运动,从A至B的传送时间为4.5.10.解:启动前N1=mg,升到某高度时N2=(17/18)N1=(17/18)mg,对测试仪N2-mg′=ma=m(g/2), ∴g′=(8/18)g=(4/9)g,GmM/R2=mg,GmM/(R+h)2=mg′,解得:h=(1/2)R.11.解:(1)设卫星质量为m,它在地球附近做圆周运动,半径可取为地球半径R,运动速度为v,有 GMm/R2=mv2/R得v=GM R.(2)由(1)得:M=v2R/G==6.0×1024kg. 12.解:对物块:F1-μmg=ma1,6-0.5×1×10=1·a1,a1=1.0m/s2,s1=(1/2)a1t2=(1/2)×1×0.42=0.08m,v1=a1t=1×0.4=0.4m/s,对小车:F2-μmg=Ma2,9-0.5×1×10=2a2,a2=2.0m/s2,s2=(1/2)a2t2=(1/2)×2×0.42=0.16m,v2=a2t=2×0.4=0.8m/s,撤去两力后,动量守恒,有Mv2-mv1=(M+m)v,v=0.4m/s(向右), ∵((1/2)mv12+(1/2)Mv22)-(1/2)(m+M)v2=μmgs3,s3=0.096m,∴l=s1+s2+s3=0.336m.13.解:设木块到B时速度为v0,车与船的速度为v1,对木块、车、船系统,有 m1gh=(m1v02/2)+((m2+m3)v12/2),m1v0=(m2+m3)v1, 解得v0=5gh 15,v1=gh15. 木块到B后,船以v1继续向左匀速运动,木块和车最终以共同速度v2向右运动,对木块和车系统,有 m1v0-m2v1=(m1+m2)v2,μm1gs=((m1v02/2)+(m2v12/2))-((m1+m2)v22/2), 得v2=v1gh152h. 14.解:(1)小球的角速度与手转动的角速度必定相等均为ω.设小球做圆周运动的半径为r,线速度为v.由几何关系得r=22L R +,v=ω·r,解得v=ω22L R +.(2)设手对绳的拉力为F,手的线速度为v,由功率公式得P=Fv=F·ωR,∴F=P/ωR.小球的受力情况如图4所示,因为小球做匀速圆周运动,所以切向合力为零,即 Fsinθ=f,其中sinθ=R/22L R +,联立解得f=P/ω22L R +.15.解:(1)用v1表示子弹射入木块C后两者的共同速度,由于子弹射入木块C时间极短,系统动量守恒,有 mv0=(m+M)v1,∴v1=mv0/(m+M)=3m/s,子弹和木块C在AB木板上滑动,由动能定理得:(1/2)(m+M)v22-(1/2)(m+M)v12=-μ(m+M)gL,解得v2=21v 2gL -μ=22m/s.(2)用v′表示子弹射入木块C后两者的共同速度,由动量守恒定律,得mv0′+Mu=(m+M)v1′,解得v1′=4m/s.木块C及子弹在AB木板表面上做匀减速运动a=μg.设木块C和子弹滑至AB板右端的时间为t,则木块C和子弹的位移s1=v1′t-(1/2)at2,由于m车≥(m+M),故小车及木块AB仍做匀速直线运动,小车及木板AB的位移s=ut,由图5可知:s1=s+L, 联立以上四式并代入数据得:t2-6t+1=0,解得:t=(3-22)s,(t=(3+22)s不合题意舍去),(11)∴s=ut=0.18m.16.解:(1)设A滑上B后达到共同速度前并未碰到档板,则根据动量守恒定律得它们的共同速度为v,有图5mv0=(M+m)v,解得v=2m/s,在这一过程中,B的位移为sB=vB2/2aB且aB=μmg/M,解得sB=Mv2/2μmg=2×22/2×0.2×1×10=2m.设这一过程中,A、B的相对位移为s1,根据系统的动能定理,得μmgs1=(1/2)mv02-(1/2)(M+m)v2,解得s1=6m.当s=4m时,A、B达到共同速度v=2m/s后再匀速向前运动2m碰到挡板,B碰到竖直挡板后,根据动量守恒定律得A、B最后相对静止时的速度为v′,则Mv-mv=(M+m)v′,解得v′=(2/3)m/s. 在这一过程中,A、B的相对位移为s2,根据系统的动能定理,得 μmgs2=(1/2)(M+m)v2-(1/2)(M+m)v′2, 解得s2=2.67m.因此,A、B最终不脱离的木板最小长度为s1+s2=8.67m(2)因B离竖直档板的距离s=0.5m<2m,所以碰到档板时,A、B未达到相对静止,此时B的速度vB为 vB2=2aBs=(2μmg/M)s,解得vB=1m/s, 设此时A的速度为vA,根据动量守恒定律,得mv0=MvB+mvA,解得vA=4m/s,设在这一过程中,A、B发生的相对位移为s1′,根据动能定理得:。
(完整版)高中物理匀变速直线运动典型例题(含答案)【经典】

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1讲 加速度和速度的关系(a=Δv/t )1.(单选)对于质点的运动,下列说法中正确的是( )【答案】BA .质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零B .质点速度变化率越大,则加速度越大C .质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零D .质点运动的加速度越大,它的速度变化越大 2、(单选)关于物体的运动,下列说法不可能的是( ).答案 BA .加速度在减小,速度在增大B .加速度方向始终改变而速度不变C .加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最小,速度最大时加速度最小D .加速度方向不变而速度方向变化3.(多选)沿一条直线运动的物体,当物体的加速度逐渐减小时,下列说法正确的是( ).答案 BD A .物体运动的速度一定增大 B .物体运动的速度可能减小 C .物体运动的速度的变化量一定减少 D .物体运动的路程一定增大 4.(多选)根据给出的速度和加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是( ).答案 CD A .v 0>0,a <0,物体做加速运动 B .v 0<0,a <0,物体做减速运动 C .v 0<0,a >0,物体做减速运动 D .v 0>0,a >0,物体做加速运动5.(单选)关于速度、速度的变化量、加速度,下列说法正确的是( ).答案 BA .物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大B .速度很大的物体,其加速度可能为零C .某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D .加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大 6.(单选)一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小逐渐减小为零,则在此过程中( ).答案 BA .速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B .速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值C .位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D .位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值7.(单选)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a 甲=4 m/s 2,a 乙=-4 m/s 2,那么对甲、乙两物体判断正确的是( ).答案 BA .甲的加速度大于乙的加速度B .甲做加速直线运动,乙做减速直线运动C .甲的速度比乙的速度变化快D .甲、乙在相等时间内速度变化可能相等8. (单选)如图所示,小球以v 1=3 m/s 的速度水平向右运动,碰一墙壁经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( )答案:CA .100 m/s 2,方向向右B .100 m/s 2,方向向左C .500 m/s 2,方向向左D .500 m/s 2,方向向右 9.(多选)物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s ,1s 后速度大小变为10m/s ,关于该物体在这1s 内的加速度大小下列说法中正确的是( )A .加速度的大小可能是14m/s 2B .加速度的大小可能是8m/s 2C .加速度的大小可能是4m/s 2D .加速度的大小可能是6m/s 2【答案】AD10、为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm 的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1=0.30 s ,通过第二个光电门的时间为Δt 2=0.10 s ,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt =3.0 s .试估算: (1)滑块的加速度多大?(2)两个光电门之间的距离是多少?解析 v 1=L Δt 1=0.10 m/s v 2=L Δt 2=0.30 m/s a =v 2-v 1Δt ≈0.067 m/s 2. (2) x =v 1+v 22Δt =0.6 m.第二讲:匀变速直线运动规律的应用基本规律(1)三个基本公式①v =v 0+at . ②x =v 0t +12at 2. ③v 2-v 20=2ax(2)两个重要推论 ①平均速度公式:v =v t 2=v 0+v 2= s t .中间位置速度v s 2=√v12+v222.②任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差为一恒量,即Δx =aT 2.(3).初速度为零的匀变速直线运动的四个推论(1)1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n(2)1T 内、2T 内、3T 内……位移的比为:x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……位移的比为:x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…. 1.(单选)一物体从静止开始做匀加速直线运动,测得它在第n 秒内的位移为s ,则物体的加速度为( )A .B .C .D . 【答案】A2.(单选)做匀加速沿直线运动的质点在第一个3s 内的平均速度比它在第一个5s 内的平均速度小3m/s ,则质点的加速度大小为( )A .1 m/s 2B .2 m/s 2C .3 m/s 2D .4 m/s 2【答案】C 7.(单选)一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它第1s 内的位移为它最后1s 内位移的一半,g 取10m/s 2,则它开始下落时距地面的高度为( )A . 5 mB . 11.25 mC . 20 mD . 31.25 m 【答案】B 3.(多选)一小球从静止开始做匀加速直线运动,在第15s 内的位移比第14s 内的位移多0.2m ,则下列说法正确的是()A . 小球加速度为0.2m/s 2B . 小球前15s 内的平均速度为1.5m/sC . 小球第14s 的初速度为2.8m/sD . 第15s 内的平均速度为0.2m/s 【答案】AB4.(单选)如图是哈尔滨西客站D502次列车首次发车,标志着世界首条高寒区高速铁路哈大高铁正式开通运营.哈大高铁运营里程921公里,设计时速350公里.D502次列车到达大连北站时做匀减速直线运动,开始刹车后第5 s 内的位移是57.5 m ,第10 s 内的位移是32.5 m ,则下列说法正确的有( ).答案 D A .在研究列车从哈尔滨到大连所用时间时不能把列车看成质点 B .时速350公里是指平均速度,921公里是指位移C .列车做匀减速运动时的加速度大小为6.25 m/s 2D .列车在开始减速时的速度为80 m/s5.一辆公共汽车进站后开始刹车,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9m 和7m .求:(1)刹车后汽车的加速度大小. (2)汽车在刹车后6s 内的位移.解答: 解:设汽车的初速度为v 0,加速度为a .则第1s 内位移为:x 1=代入数据,得:9=v 0+ 第2s 内的位移为:x 2=v 0t 2+﹣x 1, 代入数据得:7= 解得:a=﹣2m/s 2,v 0=10m/s汽车刹车到停止所需时间为:t==则汽车刹车后6s 内位移等于5s 内的位移,所以有:==25m 故答案为:2,256.质点做匀减速直线运动,在第1 s 内位移为6 m ,停止运动前的最后1 s 内位移为2 m ,求: (1)在整个减速运动过程中质点的位移大小; (2)整个减速过程共用的时间。
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一.选择题(共28小题)
1.(2014•陆丰市校级学业考试)某一做匀加速直线运动的物体,加速度是2m/s2,下列关于该物体加速度的理解正确的是()
A.每经过1秒,物体的速度增加1倍
B.每经过1秒,物体的速度增加2m/s
C.物体运动的最小速度是2m/s
D.物体运动的最大速度是2m/s
2.(2014•廉江市校级学业考试)下列描述的运动,能找到实例的是()
A.物体运动的加速度不断变化,而物体的动能却保持不变
B.物体运动的加速度等于零,而速度却不等于零
C.物体运动的加速度不等于零,而速度保持不变
D.物体作曲线运动,但具有恒定的加速度
3.(2014•越秀区校级三模)关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是()
A.运动物体的加速度不变,则其运动状态一定不变
B.物体的位置在不断变化,则其运动状态一定在不断变化
C.做直线运动的物体,其运动状态可能不变
D.做曲线运动的物体,其运动状态也可能不变
4.(2013秋•江西期末)下列关于速度和加速度的说法中,正确的是()
A.加速度表示速度变化的大小
B.物体的速度为零,加速度也一定为零
C.运动物体的加速度越来越小,表示速度变化越来越慢
D.运动物体的加速度越来越小,表示物体运动的速度也越来越小
5.(2013秋•龙华区校级期末)足球以8m/s的速度飞来,运动员把足球以12m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2s,设足球飞来的方向为正方向,则这段时间内足球的加速度是()
A.﹣200m/s2B.200m/s2C.﹣100m/s2D.100m/s2
6.(2013秋•天山区校级期末)关于速度和加速度,以下说法中正确的是()
A.速度表示物体位置变化的大小和方向
B.物体的加速度增大,物体的速度可能减小
C.物体的速度改变量△v越大,加速度一定越大
D.加速度表示物体速度变化的大小和方向
7.(2013秋•武陵区校级期末)已知一运动物体的初速度v0=5m/s,加速度a=﹣3m/s2,它表示()
A.物体的加速度方向与速度方向相反,且物体的速度在增加
B.物体的加速度方向与速度方向相同,且物体的速度在增加
C.物体的加速度方向与速度方向相反,且物体的速度在减小
D.物体的加速度方向与速度方向相同,且物体的速度在减小
8.(2011秋•瑶海区校级期中)物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第2s内位移为x,则物体运动的加速度大小为()
A.B.C.D.
9.(2015•沈阳校级模拟)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为()A.B.C.D.
10.(2015•嘉定区一模)用如图的方法可以测出一个人的反应时间,设直尺从静止开始自由下落,到直尺被受测者抓住,直尺下落的距离h,受测者的反应时间为t,则下列结论正确的是()
A.t∝h B.
C.t∝D.t∝h2
t∝
11.(2014•吉林一模)科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的灯光照射下,可观察到一个下落的水滴,缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g=10m/s2)()
A.普通光源即可B.间歇发光,间隔时间0.4s
C.间歇发光,间隔时间0.14s D.间歇发光,间隔时间0.2s
12.(2014秋•宝安区校级期中)为了求高层建筑的高度,从楼顶上自由下落一光滑小石子,除了知道当地的重力加速度以外,还需要知道下述哪个量()
A.第一秒末的速度B.第一秒内的位移
C.最后一秒的位移D.最后一秒的初速度
13.(2014秋•雨城区校级期末)甲、乙两物体所受的重力之比为1:2,甲,乙两物体所在的位置高度之比为2:1,它们各自做自由落体运动,则()
A.落地时的速度之比是:1
B.落地时的速度之比是1:1
C.下落过程中的加速度之比是1:2
D.下落过程中加速度之比是2:1
14.(2014春•正定县校级期末)从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有另一物体B自由落下,两物体在空中同时到达同一高度时速率都为υ,则下列说法中正确的是()
A.物体A上抛的初速度和物体B落地时速度的大小相等,都是2υ
B.物体A、B在空中运动的时间相等
C.物体A能上升的最大高度和B开始下落的高度相同
D.两物体在空中同时达到同一高度处一定是B物体开始下落时高度的中点
15.(2013秋•忻府区校级期末)一观察者发现,每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐落下,而且看到第五滴水刚要离开屋檐时,第一滴水正好落到地面,那么,这里第二滴离地面的高度是()
A.2m B.2.5m C.2.9m D.3.5m
16.(2014秋•淮南期末)自由下落的质点落地之前,第n秒内的位移与前(n﹣1)秒内的位移之比为()A.B.C.D.
17.(2014秋•成都期末)如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放.用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3…所示的小球运动过程中每次曝光的位置.已知连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d.根据图中的信息,下列判断正确的是()
A.位置1是小球释放的初始位置
B.小球下落的加速度为
C.
小球在位置3的速度为
D.能判定小球的下落运动是否匀变速
18.(2014秋•北林区校级期末)做自由落体运动的物体,下落到全程一半时经历的时间是t,全程的下落时间为T,则t:T为()
A.1:2 B.2:3 C.:2 D.:
19.(2014秋•滕州市校级期中)在塔顶上将一物体以20m/s初速度竖直向上抛出,抛出点为A,不计空气阻力,设塔足够高,则物体位移大小为10m时,物体通过的路程可能为(g取10m/s2)()
A.10 m B.20 m C.30 m D.50 m
20.(2014•上海)在离地高h处,沿竖直方向向上和向下抛出两个小球,他们的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为()
A.B.C.D.
21.(2014•甘肃模拟)近年来有一种测g值的方法叫“对称自由下落法”:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T2在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P
点所用的时间为T1,测得T1、T2和H,可求得g等于()
A.B.
C.D.
22.(2014•兰考县模拟)某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.5s内物体的()A.路程为25m
B.位移大小为25m,方向向下
C.速度改变量的大小为10m/s
D.平均速度大小为5m/s,方向向上
23.(2014春•金山区校级期末)一只气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石子以20m/s的初速度竖直上抛,若g取10m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是()
A.石子一定能追上气球
B.石子一定追不上气球
C.若气球上升速度等于9m/s,其余条件不变,则石子在抛出后1s末追上气球
D.若气球上升速度等于7m/s,其余条件不变,则石子在到达最高点时追上气球
24.(2013秋•楚雄州期末)某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.5s内物体的()A.平均速率为13m/s
B.位移大小为25m,方向竖直向下
C.速度改变量的大小为50m/s,方向竖直向上
D.平均速度大小为5m/s,方向竖直向上
25.(2013秋•万州区校级期末)某物体以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.下列对物体4s内的运动描述错误的是()
A.上升最大高度20m B.位移大小为40m
C.速度改变量的方向向下D.平均速率为10m/s
26.(2013秋•秦州区校级期末)以初速v0竖直上抛的物体可达到的最大高度为H,为使它能达到的最大高度加倍,则初速度应增为()
A.v0B.2v0C.v0D.4v0
27.(2013•洪泽县校级模拟)一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过同一较低a点的时间间隔为T a,两次经过另一较高的b点的时间间隔为T b,则ab两点间的距离为()
A.
g(T a2﹣T b2)B.
g(T a2﹣T b2)
C.
g(T a2﹣T b2)
D.
g(T a﹣T b)
28.(2013秋•平江县校级月考)在以速度V上升的电梯内竖直向上抛出一球,电梯内观者看见小球经t秒后到达最高点,则有()
A.地面上的人所见球抛出时的初速度为V0=gt
B.升降机中的人看见球抛出的初速度为V0=gt
C.
地面上的人看见球上升的最大高度为h=gt2
D.地面上的人看见球上升的时间也为t
一.选择题(共28小题)
1.B 2.ABD 3.C 4.C 5.C 6.B 7.C 8.D 9.C 10.C 11.C 12.CD 13.A 14.AC 15.D 16.D 17.BCD 18.C 19.ACD 20.A 21.A 22.D 23.BC 24.AD 25.B 26.A 27.A 28.B。