高中物理直线运动真题汇编(含答案)

高中物理直线运动真题汇编(含答案)

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 s

g s

μ-=

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212

x 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

/3

a m s =

对滑块，则有加速度2

24/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

/3

v m s =

滑块向右位移214/0

22

m s x t m +=

= 此后，木块开始向左加速，加速度仍为2

24/a m s =

木块继续减速，加速度仍为214

/3

a 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23121217

26

x v t a t m =-=末速度31122/v v a t m s =-= 滑块位移242211

22

x 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2

11/a g m s μ==

位移23

522v 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，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=1

2

mv 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，22

2215/20/1.25

B 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 2

22

2.5B

v t s a =

= 2

21 6.252

s a t m =

=

3．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：

4．（8分）一个质量为1500 kg 行星探测器从某行星表面竖直升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8 s 末，发动机突然间发生故障而关闭；如图所示为探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象；已知该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化；求：

（1）探测器在行星表面上升达到的最大高度；

（2）探测器落回出发点时的速度； （3）探测器发动机正常工作时的推力。 【答案】（1）768 m ；（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）0～24 s 内一直处于上升阶段，H=

×24×64 m=768m

（2）8s 末发动机关闭，此后探测器只受重力作用，g==

m/s 2="4" m/s 2

探测器返回地面过程有

得

（3）上升阶段加速度：a=8m/s 2 由

得，

考点：v-t 图线；牛顿第二定律.

5．一辆值勤的警车停在公路当警员发现从他旁边以10m/s 的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定去拦截,经5s 警车发动起来,以a =22m/s 加速度匀加速开出维持匀加速运动,能达到的最大速度为20m/s, 试问：

(1)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少? (2) 警车要多长时间才能追上违章的货车? 【答案】(1)75m(2)15s 【解析】 【详解】

（1）两车速度相同时间距最大 设警车用时t 1

v 货=at 1

得t 1= 5s 间距Δx =V 1（t 1+5 ）-

1

02

v +t 1 =75m （2）设经t 2时间警车达到最大速度v 2=20m/s v 2=a t 2

得t 2=10s 此时

2

20100m 2

v x t +=

=警 x 货= v 1（t 2+5）=150m

由于x 警< x 货,所以追不上 设警车经时间t 追上

2

02

v +t 2+ v 2（t - t 2）= v 1（t +5）