物理直線運(yùn)動(dòng)練習(xí)全集及解析

物理】物理直線運(yùn)動(dòng)練習(xí)全集及解析一、高中物理精講專題測(cè)試直線運(yùn)動(dòng)1.質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的’’圖象如圖所示°取」m/s2，求：(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)■:；(2)水平推力F的大??；(3)IIs內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小.【答案】(1)0.2；(2)5.6N；(3)56m?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻坑深}意可知，由vt圖像可知，物體在4?6s內(nèi)加速度:Av8

百—-—-—2m/s2物體在4?6s內(nèi)受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有：聯(lián)立解得：“=0.2由vt圖像可知：物體在0?4s內(nèi)加速度:Av又由題意可知：物體在0?4s內(nèi)受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有：F-jimg二ma2代入數(shù)據(jù)得：F=5.6N(3)物體在0?14s內(nèi)的位移大小在數(shù)值上為圖像和時(shí)間軸包圍的面積，則有:x—_x8x14m—SGrn

【點(diǎn)睛】在一個(gè)題目之中，可能某個(gè)過(guò)程是根據(jù)受力情況求運(yùn)動(dòng)情況，另一個(gè)過(guò)程是根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況

分析受力情況；或者同一個(gè)過(guò)程運(yùn)動(dòng)情況和受力情況同時(shí)分析，因此在解題過(guò)程中要靈活

處理．在這類問(wèn)題時(shí)，加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的紐帶、橋梁．如圖所示，在沙堆表面放置一長(zhǎng)方形木塊4其上面再放一個(gè)質(zhì)量為m的爆竹B,木塊的質(zhì)量為M.當(dāng)爆竹爆炸時(shí)，因反沖作用使木塊陷入沙中深度力，而木塊所受的平均阻力2）爆竹能上升的最大高度。答案】（1）為九若爆竹的火藥質(zhì)量以及空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度g。求:（2）爆竹能上升的最大高度。答案】（1）2(f-M ⑵一MMM m2g解析】詳解】1（1）對(duì)木塊，由動(dòng)能定理得：Mgh-fh=0-—Mv2,解得：2(解得：2(f-Mg)h

M（2）爆竹爆炸過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得：Mv-mvf=0爆竹做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度：H=v爆竹做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度：H=vf—2g(f-Mg)Mh解得：H=上m2g如圖所示，一圓管放在水平地面上，長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m，圓管的上表面離天花板距離h=2.5m，在圓管的正上方緊靠天花板放一顆小球，讓小球由靜止釋放，同時(shí)給圓管一豎直向上大小為5m/s的初速度，g取10m/s.:—///（1）求小球釋放后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與圓管相遇？（2）試判斷在圓管落地前小球能不能穿過(guò)圓管？如果不能，小球和圓管落地的時(shí)間差多大？如果能，小球穿過(guò)圓管的時(shí)間多長(zhǎng)？【答案】（1）0.5s（2）0.1s【解析】試題分析：小球自由落體，圓管豎直上拋，以小球?yàn)閰⒖枷?，則圓管相對(duì)小球向上以5m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)；先根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式求解圓管落地的時(shí)間；再根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式求解該時(shí)間內(nèi)小球的位移（假設(shè)小球未落地），比較即可；再以小球?yàn)閰⒖枷?，?jì)算小球穿過(guò)圓管的時(shí)間．（1） 以小球?yàn)閰⒖枷担瑒t圓管相對(duì)小球向上以5m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，h 2.5m故相遇時(shí)間為：t= = =0.5sv 5m/s0（2） 圓管做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，以向上為正，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式，有x二vt-1gt202帶入數(shù)據(jù)，有0=5t-5t2，解得：t=1s或t=0（舍去）；11假設(shè)小球未落地，在1s內(nèi)小球的位移為x=gt2=x10x12=5m，i2 2而開(kāi)始時(shí)刻小球離地的高度只有3m,故在圓管落地前小球能穿過(guò)圓管；再以小球?yàn)閰⒖枷担瑒t圓管相對(duì)小球向上以5m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，L0.5m故小球穿過(guò)圓管的時(shí)間t'= = =0」sv 5m/s0如圖所示，物體A的質(zhì)量m二1kg，靜止在光滑水平面上的平板車B，質(zhì)量為Am二0.5kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m.某時(shí)刻A以v0二4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，B0在A滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平向右的拉力F，忽略物體A的大小，已知A與B之間的動(dòng)摩擦因素卩二0.2，取重力加速度g二10m/s2.求：（1） 若F=5N，物體A在小車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車滑行的最大距離.（2） 如果要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿足的條件.&&【答案】（1）0.5m（2）1NWFW3N【解析】（1）物體A滑上木板B以后，作勻減速運(yùn)動(dòng)，有ymg=maA得aA=|ig=2m/s2木板B作加速運(yùn)動(dòng)，有F+ymg=MaB，代入數(shù)據(jù)解得：aB=14m/s2兩者速度相同時(shí)，有v0-aAt=aBt，代入數(shù)據(jù)解得：t=0.25s

TOC\o"1-5"\h\z1 1 1 15A滑行距離:B滑行距離:S=vrt-8^2=4x0.25-x2x= A滑行距離:B滑行距離:A02A2 16 161117S°=a°t2=xl4xm=—m.B2B2161615 7最大距離：曲金憶-=0.5m(2)物體A不滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度V],貝y：V2—v2 v2-0 1二i+L2a 2aA BV—V V又： 1—4aaA B代入數(shù)據(jù)可得：aB=6(m/s2)由F=m2aB-^m1g=1N若FV1N,則A滑到B的右端時(shí)，速度仍大于B的速度，于是將從B上滑落，所以F必須大于等于1N.當(dāng)F較大時(shí)，在A到達(dá)B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對(duì)B靜止，才不會(huì)從B的左端滑落.即有：F=(m+m)a，|im1g=m1a所以：F=3N若F大于3N，A就會(huì)相對(duì)B向左滑下.綜上：力F應(yīng)滿足的條件是：1N<F<3N點(diǎn)睛：牛頓定律和運(yùn)動(dòng)公式結(jié)合是解決力學(xué)問(wèn)題的基本方法，這類問(wèn)題的基礎(chǔ)是分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，難點(diǎn)在于分析臨界狀態(tài)，挖掘隱含的臨界條件.如圖,MN是豎直放置的長(zhǎng)L=0.5m的平面鏡，觀察者在A處觀察，有一小球從某處自由下落,小球下落的軌跡與平面鏡相距d=0.25m,觀察者能在鏡中看到小球像的時(shí)間△t=0.2s.已知觀察的眼睛到鏡面的距離s=0.5m,求小球從靜止開(kāi)始下落經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，觀察者才能在鏡中看到小球的像.(取g=10m/s2)【答案】0.275s;【解析】試題分析：由平面鏡成像規(guī)律及光路圖可逆可知，人在A處能夠觀察到平面鏡中虛像所對(duì)應(yīng)的空間區(qū)域在如圖所示的直線PM和QN所包圍的區(qū)域中，小球在這一區(qū)間里運(yùn)動(dòng)的距離為圖中ab的長(zhǎng)度L/.由于/aA/b-MA/N/bA/C-NA/D所以L//L=bA//NA/bA//NA/=(s+d)/s11聯(lián)立求解，L/=0.75m設(shè)小球從靜止下落經(jīng)時(shí)間t人能看到，則L=-g(t+/t)2—2gt2代入數(shù)據(jù)，得t=0.275s考點(diǎn)：光的反射；自由落體運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】本題是邊界問(wèn)題，根據(jù)反射定律作出邊界光線，再根據(jù)幾何知識(shí)和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解；要知道當(dāng)小球發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)平面鏡反射射入觀察者的眼睛時(shí)，人就能看到小球鏡中的像.如圖所示為四旋翼無(wú)人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用?一架質(zhì)量m=1kg的無(wú)人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=16N,無(wú)人機(jī)上升過(guò)程中最大速度為6m/s?若無(wú)人機(jī)從地面以最大升力豎直起飛，打到最大速度所無(wú)人機(jī)以最大升力起飛的加速度；⑵無(wú)人機(jī)在豎直上升過(guò)程中所受阻力Ff的大??；無(wú)人機(jī)從地面起飛豎直上升至離地面h=30m的高空所需的最短時(shí)間.【答案】(1)2m/s2(2)f二4N(3)6.5s【解析】Av6m/s-0(1)根據(jù)題意可得a= = =2m/s2At 3s(2)由牛頓第二定律F一f一mg=ma得f二4N1(3)豎直向上加速階段x=at2,x=9mi2ii勻速階段t=_=3.5s2v故t=t+1=6.5s12

A、B兩列火車，在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度v=10m/s,B車在后，速A度vB=30m/s，因大霧能見(jiàn)度很低，B車在距A車x0=75m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時(shí)B車立即剎車，但B車要經(jīng)過(guò)180m才能停止，問(wèn)：B車剎車時(shí)A車仍按原速率行駛，兩車是否會(huì)相撞？若會(huì)相撞，將在B車剎車后多長(zhǎng)時(shí)間相撞？若不會(huì)相撞，則兩車最近距離是多少？【答案】會(huì)相撞；6sV2【解析】B車剎車至停下來(lái)的過(guò)程中，由v2-v02=2ax得緯=2X=2.5m/s2假設(shè)不相撞，依題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，如下圖所示.設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t假設(shè)不相撞，依題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，如下圖所示.設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t兩車速度相等，對(duì)B車有：V4=vB+aBtV—V解得t=AB=8S.aB此時(shí)B此時(shí)B車的位移160m.x=vj+a」2=30x8m——x2.5x82m=BB2B 2A車的位移xA=vAt=10x8m=80m.因xB>xA+x0，故兩車會(huì)相撞.1設(shè)B剎車后經(jīng)過(guò)時(shí)間tx兩車相撞，則有vAtx+x0=vBtx+-aBtx2,代入數(shù)據(jù)解得，tx=6s或tx=10s（舍去）.“10米折返跑”的成績(jī)反應(yīng)了人體的靈敏素質(zhì).測(cè)定時(shí)，在平直跑道上，受試者以站立式起跑姿勢(shì)站在起點(diǎn)終點(diǎn)線前，當(dāng)聽(tīng)到“跑”的口令后，全力跑向正前方10米處的折返線，測(cè)試員同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí).受試者到達(dá)折返線處時(shí)，用手觸摸折返線處的物體（如木箱），再轉(zhuǎn)身跑向起點(diǎn)終點(diǎn)線，當(dāng)胸部到達(dá)起點(diǎn)終點(diǎn)線的垂直面時(shí)，測(cè)試員停表，所用時(shí)間即為“10米折返跑”的成績(jī)，設(shè)受試者起跑的加速度為4m/s2，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為4m/s，快到達(dá)折返線處時(shí)需減速到零，加速度的大小為8m/S2.受試者在加速和減速階段運(yùn)動(dòng)均可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).問(wèn)該受試者“10米折返跑”的成績(jī)?yōu)槎嗌倜耄慷蘒木箱速階段運(yùn)動(dòng)均可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).問(wèn)該受試者“10米折返跑”的成績(jī)?yōu)槎嗌倜?？二二I木箱起點(diǎn)終豈線I折返線>1【答案】6.25s【解析】【分析】【詳解】對(duì)受試者，由起點(diǎn)終點(diǎn)線向折返線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速階段有vt—m—1S1a1s——vt—2m12m1減速階段有t——m—0.5S3a2—s—vt—1m32m3勻速階段有t—1-(S—+S3)—1.75s2vm由折返線向起點(diǎn)終點(diǎn)線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速階段有vt—m—1S4a1s——vt—2m4 2m4勻速階段有t-鼻-2s5vm故受試者10米折返跑的成績(jī)?yōu)閠—t+1+1+1+1—6.25s12345如圖所示，為車輛行駛過(guò)程中變道超車的情景。圖中A、B兩車相距L=7m時(shí)，B車正以vB=4m/s速度勻速行駛，A車正以叫=8m/s的速度借道超越同向行駛的B車，此時(shí)A車司機(jī)發(fā)前方不遠(yuǎn)處有一輛汽車C正好迎面駛來(lái)，A車司機(jī)不得不放棄超車，而立即駛回到與B車相同的正常行駛車道。不考慮變道過(guò)程中車速的變化和位移的側(cè)向變化，則（1） A車至少以多大的加速度剎車勻減速，才能避免與B車相撞。（2） 若A車駛回原車道時(shí)，司機(jī)估計(jì)會(huì)與B車相碰的危險(xiǎn)，立即以大小為aA=1m/s2的加

速度剎車，同時(shí)鳴笛發(fā)出信號(hào)提醒B車司機(jī)加速，B車司機(jī)經(jīng)過(guò)t0=1s的反應(yīng)時(shí)間后，立即以aB=0.5m/s2的加速度勻加速。（不計(jì)A車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間）。貝y：①B車加速后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間A、B兩車速度相等;

②A②A會(huì)不會(huì)追尾B車（請(qǐng)通過(guò)計(jì)算分析）。8【答案】（1）—m/s2；（2）2s,不會(huì)追尾【解析】【詳解】（1）A車減速到與B車同速時(shí)，若恰未與B車相碰，則A車將不會(huì)與B車相碰,設(shè)經(jīng)歷的時(shí)間為t，則v+vA車位移：x Bt①A2B車位移：x二vt②BBTOC\o"1-5"\h\zx—x—L ^③AB由①②③式代值解得：t=3.5s則A車與B車不相碰，剎車時(shí)的最小加速度大?。簐—v 8—4/ 8a—b— m/s2—m/s2t3.5 7（2）①設(shè)b車加速后經(jīng)過(guò)-秒兩車同速，貝y：v-a（t+1）=v+atAA1 0BB1代值解得：t1—2s②A、B車同速時(shí)，若A車未追尾B車，則A車不會(huì)追尾B車，設(shè)兩車同速時(shí)速度為V,則：v—v+at—5m/sBB1此過(guò)程中，A車位移：x'=t （t+t）=19.5mA2 1 0, v+v“B車位移：x—vt+Bt—13mBB0 2 1兩車位移差：Ax—x'—x'—6.5m<L兩車位移差：AB故A車不會(huì)追尾B車.圖a為自動(dòng)感應(yīng)門(mén)，門(mén)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(gè)設(shè)定值（可稱為水平感應(yīng)距離）時(shí)，中間兩扇門(mén)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(shí)，門(mén)將自動(dòng)關(guān)閉。圖b為感應(yīng)門(mén)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(mén)的寬度為d,最大移動(dòng)速度為'?，若門(mén)開(kāi)啟時(shí)先勻加速運(yùn)動(dòng)而后立即以大小相等的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，每扇門(mén)完全開(kāi)啟時(shí)的速度剛好為零，移動(dòng)的最大距離為d,不計(jì)門(mén)及門(mén)框的厚度。(1)求門(mén)開(kāi)啟時(shí)做加速和減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小；d⑵若人以'“的速度沿圖中虛線S走向感應(yīng)門(mén)，要求人到達(dá)門(mén)框時(shí)左右門(mén)同時(shí)各自移動(dòng)冷勺距離，那么設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離:應(yīng)為多少？7ci⑶若以(2)的感應(yīng)距離設(shè)計(jì)感應(yīng)門(mén)，欲搬運(yùn)寬為丨的物體(厚度不計(jì))，并使物體中間沿虛線s垂直地勻速通過(guò)該門(mén)(如圖c)，物體的移動(dòng)速度不能超過(guò)多少？Ma 闿b