物理直線運動提高訓(xùn)練

1、物理直線運動提高訓(xùn)練一、高中物理精講專題測試直線運動1 研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時間（即圖甲中“反應(yīng)過程 ”所用時間） t 0=0.4s，但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時間延長在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v0 =72km/h 的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L=39m減速過程中汽車位移s 與速度 v 的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動取重力加速度的大小 g=10m/s2 求：（ 1）減速過程汽車加速度的大小及所用時間；（ 2）飲酒使志愿者的反應(yīng)時間比一般人增加了多少；（ 3）減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值【答案】（ 1） 8m

2、 / s2 ， 2.5s；（ 2） 0.3s ；（ 3） F041mg5【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)減速過程中，汽車加速度的大小為a，運動時間為t，由題可知初速度v020m / s ，末速度 vt0 ，位移 f ( x)2x21 1由運動學(xué)公式得：v022as tv02.5s a由 式代入數(shù)據(jù)得a8m / s2 t2.5s（2）設(shè)志愿者飲酒后反應(yīng)時間的增加量為t ，由運動學(xué)公式得Lv0ts ttt0 聯(lián)立 式代入數(shù)據(jù)得t 0.3s （ 3）設(shè)志愿者力所受合外力的大小為F，汽車對志愿者作用力的大小為F0 ，志愿者的質(zhì)量為 m，由牛頓第二定律得Fma 由平行四邊形定則得F 2F 2( mg)

3、2 0聯(lián)立 式，代入數(shù)據(jù)得F041mg52 撐桿跳高是奧運會是一個重要的比賽項目撐桿跳高整個過程可以簡化為三個階段：助跑、上升、下落；而運動員可以簡化成質(zhì)點來處理某著名運動員，在助跑過程中，從靜止開始以加速度2 m/s2 做勻加速直線運動，速度達到10 m/s時撐桿起跳；達到最高點后，下落過程可以認為是自由落體運動，重心下落高度為6.05 m；然后落在軟墊上軟墊到速度為零用時 0.8 s運動員質(zhì)量m=75 kg， g 取 10 m/s 2求：（ 1）運動員起跳前的助跑距離；（ 2）自由落體運動下落時間，以及運動員與軟墊接觸時的速度；（ 3）假設(shè)運動員從接觸軟墊到速度為零做勻減速直線運動，求運動

4、員在這個過程中，軟墊受到的壓力【答案】（ 1）運動員起跳前的助跑距離為25m ；（ 2）自由落體運動下落時間為1.1S，以及運動員與軟墊接觸時的速度為11m/s ；（ 3）運動員在這個過程中，軟墊受到的壓力為31.8 10N【解析】【詳解】（1）根據(jù)速度位移公式得，助跑距離：x= v2=102=25m2a22（2）設(shè)自由落體時間為t1，自由落體運動的位移為h： h=1 gt 2代入數(shù)據(jù)得： t=1.1s2剛要接觸墊的速度v，則： v2=2gh，得 v=2gh = 2106.05 =11m/s（3）設(shè)軟墊對人的力為F，由動量定理得：（mg-F） t=0-mv3代入數(shù)據(jù)得： F=1.8 10N由牛

5、頓第三定律得對軟墊的力為31.8 10N3 一位汽車旅游愛好者打算到某風(fēng)景區(qū)去觀光，出發(fā)地和目的地之間是一條近似于直線的公路，他原計劃全程平均速度要達到40 km/h ，若這位旅游愛好者開出1/3路程之后發(fā)現(xiàn)他的平均速度僅有20 km/h ，那么他能否完成全程平均速度為40 km/h的計劃呢？若能完成，要求他在后的路程里開車的速度應(yīng)達多少？【答案】 80km/h【解析】本題考查勻變速直線運動的推論，利用平均速度等于位移除以時間，設(shè)總路程為s，后路程上的平均速度為v，總路程為s前 里時用時后里時用時所以全程的平均速度解得由結(jié)果可知，這位旅行者能完成他的計劃，他在后2s/3 的路程里，速度應(yīng)達80

6、 km/h4 現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，當(dāng)兩車快要到十字路口時，甲車司機看到綠燈開始閃爍，已知綠燈閃爍3 秒后將轉(zhuǎn)為紅燈請問：（1）若甲車在綠燈開始閃爍時剎車，要使車在綠燈閃爍的3 秒時間內(nèi)停下來且剎車距離不得大于 18m，則甲車剎車前的行駛速度不能超過多少？（ 2）若甲、乙車均以 v0=15m/s 的速度駛向路口，乙車司機看到甲車剎車后也緊急剎車（乙車司機的反應(yīng)時間 t2=0.4s，反應(yīng)時間內(nèi)視為勻速運動）已知甲車、乙車緊急剎車時的加速度大小分別為 a1=5m/s 2、 a2=6m/s 2 若甲車司機看到綠燈開始閃爍時車頭距停車線L=30m，要避免闖紅

7、燈，他的反應(yīng)時間t 1 不能超過多少？為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車剎車前之間的距離s0 至少多大？【答案】 (1)（ 2）【解析】（ 1）設(shè)在滿足條件的情況下，甲車的最大行駛速度為v1 根據(jù)平均速度與位移關(guān)系得：所以有： v1=12m/s（2）對甲車有v0 t 1+ L代入數(shù)據(jù)得：t1=0.5s當(dāng)甲、乙兩車速度相等時，設(shè)乙車減速運動的時間為t ，即：v0-a 2 t=v 0-a 1（t+ t2）解得： t=2s則 v=v0-a 2t=3m/s此時，甲車的位移為：乙車的位移為：s2 v0 t 2+ 24m故剎車前甲、乙兩車之間的距離至少為：s0=s2-s 1=2.4m點睛：解決追

8、及相遇問題關(guān)鍵在于明確兩個物體的相互關(guān)系；重點在于分析兩物體在相等時間內(nèi)能否到達相同的空間位置及臨界條件的分析；必要時可先畫出速度- 時間圖象進行分析5 近年來隧道交通事故成為道路交通事故的熱點之一某日，一轎車A 因故障恰停在某隧道內(nèi)離隧道入口 50m 的位置此時另一轎車B 正以 v0=90km/h的速度勻速向隧道口駛來，轎車 B 到達隧道口時駕駛員才發(fā)現(xiàn)停在前方的轎車A 并立即采取制動措施假設(shè)該駕駛員的反應(yīng)時間t1=0.57s，轎車制動系統(tǒng)響應(yīng)時間（開始踏下制動踏板到實際制動）t 2=0.03s，轎車制動時加速度大小a=7.5m/s 2 問：（1）轎車 B 是否會與停在前方的轎車A 相撞？（

9、2）若會相撞，撞前轎車B 的速度大小為多少？若不會相撞，停止時轎車距離是多少？B 與轎車A 的【答案】 （1）轎車 B 會與停在前方的轎車A 相撞；（ 2） 10m/s【解析】試題分析 ：轎車的剎車位移由其反應(yīng)時間內(nèi)的勻速運動位移和制動后勻減速運動位移兩部分構(gòu)成，由此可得剎車位移，與初始距離比較可判定是否相撞；依據(jù)（ 1）的結(jié)果，由運動可判定相撞前B 的速度（1）轎車B 在實際制動前做勻速直線運動，設(shè)其發(fā)生的位移為s1，由題意可知：s1 v0(t 1t 2)15 m，實際制動后，轎車B做勻減速運動，位移為s2,v22as2代入數(shù)由 0據(jù)得： s2=41.7 m ，轎車A離隧道口的距離為d=50

10、 m，因s1 s2dB會與停在前方的轎車A相撞+ ，故轎車（2）設(shè)撞前轎車 B 的速度為 v，由運動學(xué)公式得 v2v022ax0 ，代入數(shù)據(jù)解得： v=10m/s 點睛 ：本題主要考查相遇問題，關(guān)鍵要掌握剎車位移的判定：反應(yīng)時間內(nèi)的勻速運動位移；制動后勻減速運動位移 6 一輛汽車以 1m/s2 的加速度加速行駛了 12 秒，駛過了 180m。之后勻速行駛了 105m ，求：（ 1）汽車開始加速時的速度是多少？（ 2）汽車的末速度是多少？（ 3）簡要畫出全過程的 v-t 圖像（注：標(biāo)出關(guān)鍵點坐標(biāo)即可）【答案】（ 1） 9m / s （ 2） 21m / s（ 3）如圖所示：【 解 析 】（ 1）

11、 由 公 式 ：x v0t1 at 2， 可 以 得 到 ：2v0x1 at1801 1 12m / s9m / s；t2122（2）由速度與時間關(guān)系可以得到：vv0 at9m / s1 12m / s 21m / s；（3）根據(jù)題意可以知道，勻速運動的時間為：t1x11055s ，如圖所示：vs21點睛：本題關(guān)鍵是明確汽車的運動性質(zhì)，然后根據(jù)運動學(xué)公式直接列式求解。7 一列汽車車隊以v1 10 m/s的速度勻速行駛，相鄰車間距為25 m，后面有一輛摩托車以 v2 20 m/s的速度同向行駛，當(dāng)它與車隊最后一輛車相距S040 m時剎車，以a0.5m/s2的加速度做勻減速直線運動，摩托車從車隊旁

12、邊行駛而過，設(shè)車隊車輛數(shù)n足夠多，問：(1) 摩托車最多能與幾輛汽車相遇？(2) 摩托車從趕上車隊到離開車隊，共經(jīng)歷多少時間？( 結(jié)果可用根號表示 )【答案】 (1)3輛（ 2） 8 15 s【解析】 (1)當(dāng)摩托車速度減為10 m/s 時，設(shè)用時為t，摩托車行駛的距離為x1，每輛汽車行駛的距離都為x2.由速度公式得：v2 v1 at解得 t 20 s由速度位移公式得：v22 v12v 2ax1解得 x1 300 mx2v2t 200 m摩托車與最后一輛汽車的距離：x (300 200 40) m 60 m故摩托車追上的汽車數(shù)n 60 13.4，則追上汽車3 輛 .25(2)設(shè)摩托車追上最后一

13、輛汽車的時刻為t 1，最后一輛汽車超過摩托車的時刻為t2.則：12x v2t v1t at2解得：t t2 t1 815 s.8 第 21 屆世界杯足球賽于2018 年在俄羅斯境內(nèi)舉行，也是世界杯首次在東歐國家舉行在足球比賽中，經(jīng)常使用“邊路突破，下底傳中”的戰(zhàn)術(shù)，即攻方隊員帶球沿邊線前進，到底線附近進行傳中某足球場長90 m 、寬 60 m，如圖所示攻方前鋒在中線處將足球沿邊線向前踢出，足球的運動可視為在地面上做初速度為12 m/s 的勻減速直線運動，加速度大小為2 m/s 2.試求：(1)足球從開始做勻減速運動到停下來的位移為多大？(2)足球開始做勻減速直線運動的同時，該前鋒隊員沿邊線向前

14、追趕足球，他的啟動過程可以視為初速度為0 ,加速度為2 m/s2 的勻加速直線運動，他能達到的最大速度為8 m/s. 該前鋒隊員至少經(jīng)過多長時間能追上足球？(3)若該前鋒隊員追上足球后，又將足球以10m/s 的速度沿邊線向前踢出，足球的運動仍視為加速度大小為2m/s2 的勻減速直線運動。與此同時，由于體力的原因，該前鋒隊員以6m/s 的速度做勻速直線運動向前追趕足球，通過計算判斷該前鋒隊員能否在足球出底線前追上?！敬鸢浮?(1) 36 m(2) 6.5 s（ 3）前鋒隊員不能在底線前追上足球【解析】【詳解】（1）已知足球的初速度為1 12 m/s ，加速度大小為12 m/s2，足球做勻減速運動

15、的時va間為運動位移為.（2）已知前鋒隊員的加速度為a 22 m/s 2，最大速度為v28 m/s ，前鋒隊員做勻加速運動達到最大速度的時間和位移分別為，.之后前鋒隊員做勻速直線運動，到足球停止運動時，其位移為x3v2(t1 t 2) 8 2 m 16 m由于x2 x3x1，故足球停止運動時，前鋒隊員還沒有追上足球，然后前鋒隊員繼續(xù)以最大速度勻速運動追趕足球，由勻速運動公式得x1 (x2 x3 ) v2t3，代入數(shù)據(jù)解得 t 30.5 s.前鋒隊員追上足球所用的時間t t1 t3 6.5 s.（3）此時足球距底線的距離為：x4=45-x1=9m，速度為 v3 =10m s足球運動到停止的位移為

16、：所以，足球運動到底線時沒停由公式，足球運動到底線的時間為：t 4=1 s前鋒隊員在這段時間內(nèi)勻速運動的位移：x3=vt 4=6m9m所以前鋒隊員不能在底線前追上足球.【點睛】解決本題的關(guān)鍵理清足球和運動員的位移關(guān)系，結(jié)合運動學(xué)公式靈活求解由于是多過程問題，解答時需細心9 圖 a 為自動感應(yīng)門，門框上沿中央安裝有傳感器，當(dāng)人或物體與傳感器的水平距離小于或等于某個設(shè)定值（可稱為水平感應(yīng)距離）時，中間兩扇門分別向左右平移，當(dāng)人或物體與傳感器的距離大于設(shè)定值時，門將自動關(guān)閉。圖 b 為感應(yīng)門的俯視圖， A 為傳感器位置，虛線圓是傳感器的感應(yīng)范圍，已知每扇門的寬度為 d，最大移動速度為 ，若門開啟時先

17、勻加速運動而后立即以大小相等的加速度勻減速運動，每扇門完全開啟時的速度剛好為零，移動的最大距離為 d，不計門及門框的厚度。(1)求門開啟時做加速和減速運動的加速度大??；(2)若人以的速度沿圖中虛線S 走向感應(yīng)門，要求人到達門框時左右門同時各自移動距離，那么設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離應(yīng)為多少？的(3)若以 (2)的感應(yīng)距離設(shè)計感應(yīng)門，欲搬運寬為 的物體（厚度不計），并使物體中間沿虛線 s 垂直地勻速通過該門（如圖 c），物體的移動速度不能超過多少？【答案】(1)(2) l=d(3)【解析】試題分析：（1）作出每扇門開啟過程中的速度圖象，根據(jù)圖象求出加速度；（2）人只要在門打開的時間內(nèi)到達門框處即可

18、安全通過，由此求出設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離 ；（ 3）為滿足寬為 的物體通過門，根據(jù)題意分析門所做的運動，根據(jù)運動公式求解。（1）依題意每扇門開啟過程中的速度圖象如圖所示：設(shè)門全部開啟所用的時間為，由圖可得由速度時間關(guān)系得：聯(lián)立解得：（2）要使單扇門打開，需要的時間為人只要在 t 時間內(nèi)到達門框處即可安全通過，所以人到門的距離為聯(lián)立解得：（3）依題意寬為的物體移到門框過程中，每扇門至少要移動的距離，每扇門的運動各經(jīng)歷兩個階段：開始以加速度a 運動的距離，速度達到，所用時間為，而后又做勻減速運動，設(shè)減速時間為，門又動了的距離由勻變速運動公式，得：解得：和（不合題意舍去）要使每扇門打開所用的時間為故物體移動的速度不能超過【點睛】抓住本題的關(guān)鍵，就是會根據(jù)題意作出每扇門的速度時間圖象，并且知道速度時間圖象的考點，即斜率表示加速度，與時間軸圍成的面積表示位移