高考物理直线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
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高考物理直线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
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)222
m/s 0.67m/s 3
B 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 m
B 车的位移为: x B =
2
12
at =100 m 因为x B +x 0=175 m 所以两车会相撞,设经过时间t 相撞,有:v A t = x o 十212 at 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-21 2 A a t B 车的位移为:x B =21 2 B a t 又x B +x 0= x A 联立可得:222 m/s 0.67m/s 3 B a = ≈ 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2 12v as = 解得:2 1 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.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 s v 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2012 x 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22111 101522 x 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 m t s v m s = == 4.如图所示,水平平台ab 长为20 m ,平台b 端与长度未知的特殊材料制成的斜面bc 连接,斜面倾角为30°.在平台b 端放上质量为5 kg 的物块,并给物块施加与水平方向成37°角的50 N 推力后,物块由静止开始运动.己知物块与平台间的动摩擦因数为0.4,重力加速度g =10 m/s 2,sin37°=0.6,求: