高考物理直线运动专项训练及答案
- 格式:doc
- 大小:377.50 KB
- 文档页数:8
高考物理直线运动专项训练及答案一、高中物理精讲专题测试直线运动1.为确保行车安全,高速公路不同路段限速不同,若有一段直行连接弯道的路段,如图所示,直行路段AB限速120km/h,弯道处限速60km/h.(1)一小车以120km/h的速度在直行道行驶,要在弯道B处减速至60km/h,已知该车制动的最大加速度为2.5m/s2,求减速过程需要的最短时间;(2)设驾驶员的操作反应时间与车辆的制动反应时间之和为2s(此时间内车辆匀速运动),驾驶员能辨认限速指示牌的距离为x0=100m,求限速指示牌P离弯道B的最小距离.【答案】(1)3.3s(2)125.6m【解析】【详解】(1)120 120km/h m/s3.6v==,6060km/h m/s3.6v==根据速度公式v=v0-at,加速度大小最大为2.5m/s2解得:t=3.3s;(2)反应期间做匀速直线运动,x1=v0t1=66.6m;匀减速的位移:2202v v ax-=解得:x=159m则x'=159+66.6-100m=125.6m.应该在弯道前125.6m距离处设置限速指示牌.2.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Av;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 =1.8m212OA 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 =1.92cm212OA 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=0.120.026AB A h s s v ==3.某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为5m/s 2,所需的起飞速度为50m/s ,跑道长100m .通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置.对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度? 【答案】不能靠自身发动机起飞 39/m s 【解析】试题分析:根据速度位移公式求出达到起飞速度的位移,从而判断飞机能否靠自身发动机从舰上起飞.根据速度位移公式求出弹射系统使飞机具有的初速度. 解:当飞机达到起飞速度经历的位移x=,可知飞机不能靠自身发动机从舰上起飞.根据得,=.答:飞机不能靠自身发动机从舰上起飞,对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有40m/s 的初速度.【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式,并能灵活运用,基础题.4.如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力84N F =而从静止向前滑行,其作用时间为1 1.0s t =,撤除水平推力F 后经过2 2.0s t =,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备的总质量为60kg m =,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f 12N F =,求:(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移大小. (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.【答案】(1)1.2m/s 0.6m ; (2)5.2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据牛顿第二定律得1f F F ma -=运动员利用滑雪杖获得的加速度为21 1.2m /s a =第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小111 1.2 1.0m /s 1.2m /s v a t ==⨯=位移211110.6m 2x a t == (2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为220.2m /s f F a m==第二次利用滑雪杖获得的速度大小2v ,则2221112v v a x -=第二次撤除水平推力后滑行的最大距离22222v x a =解得2 5.2m x =5.近年来隧道交通事故成为道路交通事故的热点之一.某日,一轿车A 因故障恰停在某隧道内离隧道入口50m 的位置.此时另一轿车B 正以v 0=90km/h 的速度匀速向隧道口驶来,轿车B 到达隧道口时驾驶员才发现停在前方的轿车A 并立即采取制动措施.假设该驾驶员的反应时间t 1=0.57s ,轿车制动系统响应时间(开始踏下制动踏板到实际制动)t 2=0.03s ,轿车制动时加速度大小a=7.5m/s 2.问: (1)轿车B 是否会与停在前方的轿车A 相撞?(2)若会相撞,撞前轿车B 的速度大小为多少?若不会相撞,停止时轿车B 与轿车A 的距离是多少?【答案】(1)轿车B 会与停在前方的轿车A 相撞;(2)10m/s 【解析】试题分析:轿车的刹车位移由其反应时间内的匀速运动位移和制动后匀减速运动位移两部分构成,由此可得刹车位移,与初始距离比较可判定是否相撞;依据(1)的结果,由运动可判定相撞前B 的速度.(1)轿车B 在实际制动前做匀速直线运动,设其发生的位移为s 1,由题意可知:s 1=v 0(t 1+t 2)=15 m ,实际制动后,轿车B 做匀减速运动,位移为s 2, 由2022v as =代入数据得:s 2=41.7 m ,轿车A 离隧道口的距离为d =50 m ,因s 1+s 2>d ,故轿车B 会与停在前方的轿车A 相撞(2)设撞前轿车B 的速度为v ,由运动学公式得22002v v ax -=,代入数据解得:v =10m/s .点睛:本题主要考查相遇问题,关键要掌握刹车位移的判定:反应时间内的匀速运动位移;制动后匀减速运动位移.6.如图所示,质量为M=8kg 的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F ,当小车向右运动速度达 到时,在小车的右端轻轻放置一质量m=2kg 的小物块,经过t 1=2s 的时间,小物块与小车保持相对静止。
已知小物块与小车间的动摩擦因数0.2,假设小车足够长,g 取10m /s 2,求:(1)水平恒力F 的大小;(2)从小物块放到车上开始经过t=4s 小物块相对地面的位移; (3)整个过程中摩擦产生的热量。
【答案】(1)8N (2)13.6m (3)12J【解析】试题分析:(1)设小物块与小车保持相对静止时的速度为v ,对于小物块,在t 1=2s 时间内,做匀加速运动,则有:对于小车做匀加速运动,则有:联立以上各式,解得:F="8N"(2)对于小物块,在开始t 1=2s 时间内运动的位移为: 此后小物块仍做匀加速运动,加速度大小为,则有x=x 1+x 2联立以上各式,解得:x=13.6m(3)整个过程中只有前2s 物块与小车有相对位移 小车位移: 相对位移:解得:Q=12J考点:牛顿第二定律的综合应用.7.在平直公路上,一汽车的速度为15m/s 。
从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以大小为2m/s 2的加速度匀减速运动,求: (1)刹车后5s 内车行驶的距离? (2)刹车后10s 内车行驶的距离? 【答案】(1)50m (2) 56.25m【解析】设车实际运动时间为0t ,以汽车初速度方向为正方向。
由0v v at =+,得运动时间00157.52v t s s a -=-==-; (1)因为105t s t =<,所以汽车5s 末未停止运动,则由2012x v t at =+ 故22101111155255022x v t at m m ⎛⎫=+=⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭; (2) 因为2010t s t =>,,所以汽车10s 末早已停止运动 故22200011157.527.556.2522x v t at m m ⎛⎫=+=⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭。
点睛:对于匀减速直线运动,已知时间,求解速度和位移时,不能死代公式,要先判断汽车的状态后计算位移的大小。
8.一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.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s 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μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2; (2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.【答案】(1)0.1和0.4.(2)6.0m (3)6.5m【解析】试题分析:(1)根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为4/v m s = 碰撞后木板速度水平向左,大小也是4/v m 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2240/1g m s μ-=,解得20.4μ= 木板与墙壁碰撞前,匀减速运动时间t=1s ,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212x 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2g 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()121M m g mg Ma μμ++=,可得214/3a m s =对滑块,则有加速度224/a m s =,滑块速度先减小到0,此时,木板向左的位移为2111111023x vt a t m =-=, 末速度18/3v m s = 滑块向右位移214022x t m +== 此后,木块开始向左加速,加速度仍为224/a m s =木块继续减速,加速度仍为214/3a 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2312121726x v t a t m =-=。