
【物理】物理直线运动练习题含答案及解析.pdf
8页物理】物理直线运动练习题含答案及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1某次足球比赛中,攻方使用“边路突破,下底传中”的战术如图,足球场长90m 、宽60m.前锋甲在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做匀减速直线运动,其初速度v0 12m/s,加速度大小a02m/s2.(1) 甲踢出足球的同时沿边线向前追赶足球,设他做初速为零、加速度a1 2m/s2的匀加速直线运动,能达到的最大速度vm 8m/s. 求他追上足球的最短时间.(2) 若甲追上足球的瞬间将足球以某速度v沿边线向前踢出,足球仍以a0在地面上做匀减速直线运动;同时,甲的速度瞬间变为v16 m/s ,紧接着他做匀速直线运动向前追赶足球,恰能在底线处追上足球传中,求v的大小 .【答案】 (1) t6.5s (2)v 7.5m/s【解析】【分析】(1)根据速度时间公式求出运动员达到最大速度的时间和位移,然后运动员做匀速直线运动,结合位移关系求出追及的时间.(2)结合运动员和足球的位移关系,运用运动学公式求出前锋队员在底线追上足球时的速度【详解】(1)已知甲的加速度为22s2m/a,最大速度为28m/sv,甲做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:2228s4s2vta22284m16m22vxt之后甲做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移x2vm(t1t0)8 2m 16m由于 x1x2 cos37mg,故减速上行3sin37cos37mamgmg(1 分),得232/am s设物块还需t离开传送带,离开时的速度为tv,则22322tvva x(1 分),2/tvm s(1 分)3tvvta(1 分)1ts(1 分)考点:本题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律。
6如图所示为一风洞实验装置示意图,一质量为1kg 的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角为 370.现小球在F=20N 的竖直向上的风力作用下,从A 点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数=0.5.( sin370.6o, cos370.8o,g=10m/s2),求 :(1)小球运动的加速度a1大小?(2)若 F作用 3s 后小球到达B点,此时使风力大小不变,方向立即改为水平向左.则从改变风力 F 开始计时,小球经多长时间将回到B 点?【答案】( 1)2m/s2;( 2) 054s【解析】(1)在风力F 作用时有:( F-mg)sin37- (F-mg) cos37=ma1a1=2 m/s2 方向沿杆向上(2)3s 时小球速度 :v=a1t1=6m/s 风力方向改为水平向左后,小球加速度为a2,沿杆方向: -mgsin37 -F cos37 -N=ma2N+mg cos37 =F sin37解得: a2=-24 m/s2经过时间t2到达最高点,t2=2va=0.25s此处距 B点的位移为:s=02vt2=0.75m小球下滑时的加速度为a3,有: mgsin37 +Fcos37 -N2=ma3解得: a3=18m/s2下滑到 B点的时间为t3, 则 x=12a3t32解得:336ts所以 t=t2+t3=0.54s7一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t1v货=at1得 t1= 5s 间距 x=V1(t1+5 )-102vt1 =75m(2)设经 t2时间警车达到最大速度v2=20m/sv2=a t2得 t2=10s此时220100m2vxt警x货= v1(t2+5)=150m由于 x警 x货,所以追不上设警车经时间t 追上202vt2+ v2(t- t2)= v1(t +5)得 t=15s8甲、乙两辆车在相邻的两条平行直轨道上同向匀速行驶,甲车的速度为v116m/s,乙车的速度为v2l2m/s ,乙车在甲车的前面当两车相距L6m 时,两车同时开始刹车,从此时开始计时,甲车以a12m/s2的加速度刹车,7s 后立即改做匀速运动:乙车刹车的加速度为a2lm/s2求:(1)在哪些时刻两车速度相等?(2)两车有几次相遇?在哪些时刻两车相遇?【答案】 (1)4s 和 8s (2)3 次, 2s、6s、10s【解析】(1)设刹车后经过t 时间两车速度相等,则有 :v1-a1t=v2-a2t 解得 :t=4s6s 后甲车匀速 ,则速度 :v= v1-a1t1=4m/s两车速度再次相等时,则有 :v=v2-a2t 解得 :t =8s(2)在甲减速时,设经时间t相遇,甲和乙的位移分别为x1、x2,则有:x1=v1t-12a1t2x2=v2t-12a2t2又有 :x1-x2=L 解得 :t1=2s 或 t2=6s甲车减速时间恰好为6s,即在甲车减速阶段,相遇两次 ,第一次 t1=2s,第二次 t2=6s第二次相遇时甲车的速度为:v1=v1-a1t2=4m/s乙车的速度为 :v2=v2-a2t2=6m/s设再经 t 甲追上乙 ,则有 : v1 t=v 2t-12a2( t)2代入数据解得 :t=4s此时乙仍在做减速运动,此解成立 ,所以甲、乙两车第3 次相遇 , 相遇时刻为: t3=t2+ t=10s点睛:本题中涉及运动情境较为复杂,为比较麻烦的追及相遇问题,要结合位移关系和速度关系并联系实际运动情境加以解决,难度较大9第 21 届世界杯足球赛于2018 年在俄罗斯境内举行,也是世界杯首次在东欧国家举行在足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中某足球场长90 m、宽 60 m,如图所示攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s2.试求:(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大?(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员沿边线向前追赶足球,他的启动过程可以视为初速度为0 ,加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8 m/s.该前锋队员至少经过多长时间能追上足球?(3)若该前锋队员追上足球后,又将足球以10m/s 的速度沿边线向前踢出,足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动。
与此同时,由于体力的原因,该前锋队员以6m/s 的速度做匀速直线运动向前追赶足球,通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上答案】 (1) 36 m(2) 6.5 s(3)前锋队员不能在底线前追上足球【解析】【详解】(1)已知足球的初速度为v112 m/s,加速度大小为a12 m/s2,足球做匀减速运动的时间为运动位移为.(2)已知前锋队员的加速度为a22 m/s2,最大速度为v28 m/s ,前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为, .之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为x3v2(t1t2)8 2 m 16 m由于 x2x3x1,故足球停止运动时,前锋队员还没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得x1(x2x3)v2t3,代入数据解得t30.5 s.前锋队员追上足球所用的时间tt1t36.5 s.(3)此时足球距底线的距离为:x4=45-x1=9m,速度为v3=10ms 足球运动到停止的位移为:所以,足球运动到底线时没停由公式,足球运动到底线的时间为:t4=1 s前锋队员在这段时间内匀速运动的位移:x3=vt4=6m9m所以前锋队员不能在底线前追上足球.【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的位移关系,结合运动学公式灵活求解由于是多过程问题,解答时需细心10 甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动,某时刻乙车在前、甲车在后,相距s=6m,从此刻开始计时,乙车做初速度大小为12m/s 加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动,甲车运动的s-t 图象如图所示 (0-6s 是开口向下的抛物线一部分,6-12s 是直线,两部分平滑相连),求: (1)甲车在开始计时时刻的速度v0和加速度a(2)以后的运动过程中,两车何时相遇?【答案】 (1)16m/s 2m/s2 (2)2s 6s 10s相遇三次【解析】【详解】(1)因开始阶段s-t 图像的斜率逐渐减小,可知甲车做匀减速运动;由2012sv tat=-,由图像可知: t=6s 时, s=60m,则 60=6v0 -12 a 36;6s末的速度68060m/s4m/s116v;则由 v6=v0-at 可得 4=v0-6a;联立解得v0=16m/s; a=2m/s2(2)若甲车在减速阶段相遇,则:220011-22vta tsvta t甲甲乙乙,带入数据解得:t1=2s; t2=6s;则 t1=2s 时甲超过乙相遇一次,t2=6s 时刻乙超过甲第二次相遇;因以后甲以速度 v甲=4m/s 做匀速运动,乙此时以v乙=12-6 1=6m/s 的初速度做减速运动,则相遇时满足:21-2v tv ta t甲乙乙解得 t=4s,即在 10s时刻两车第三次相遇.。












