高中物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析.docx

高中物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题 ( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1． 倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接，斜面上AB 的长度为3L， BC、CD 的长度均为3.5L， BC 部分粗糙，其余部分光滑如图，4 个“ —”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下往上依次标为1、 2、 3、 4，滑块上长为L 的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连，滑块1 恰好在A 处现将4 个滑块一起由静止释放，设滑块经过 D 处时无机械能损失，轻杆不会与斜面相碰已知每个滑块的质量为m 并可视为质点，滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tan，重力加速度为g求（ 1）滑块 1 刚进入 BC 时，滑块 1 上的轻杆所受到的压力大小；（ 2） 4 个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离答案】（ 1） F 3 mg sin （ 2） d 4 L4 3【解析】【详解】（1）以4 个滑块为研究对象，设第一个滑块刚进BC 段时，4 个滑块的加速度为 a，由牛顿第二定律： 4mgsinmgcos4ma以滑块 1为研究对象，设刚进入BC段时，轻杆受到的压力为F，由牛顿第二定律：F mgsinmgcosma已知tan联立可得： F3 mgsin4（2）设 4 个滑块完全进入粗糙段时，也即第4 个滑块刚进入BC 时，滑块的共同速度为 v这个过程， 4 个滑块向下移动了6L 的距离， 1、 2、 3 滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3L、 2L、L，由动能定理，有：4mgsin6Lmgcos（3L2LL)14mv22可得： v3 gLsin由于动摩擦因数为tan，则4 个滑块都进入BC 段后，所受合外力为 0，各滑块均以速度 v 做匀速运动；第 1 个滑块离开 BC后做匀加速下滑，设到达D 处时速度为 v1，由动能定理：mgsin3.5L1mv121mv 222可得： v14 gLsin当第 1 个滑块到达 BC边缘刚要离开粗糙段时，第2 个滑块正以 v 的速度匀速向下运动，且运动 L 距离后离开粗糙段，依次类推，直到第4 个滑块离开粗糙段。

由此可知，相邻两个滑块到达BC 段边缘的时间差为tLL，因此到达水平面的时间差也为tvv所以滑块在水平面上的间距为 dv1t联立解得 d4 L32． 研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程 ”所用时间） t 0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0 =72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m．减速过程中汽车位移s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小 g=10m/s2 ．求：（ 1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；（ 2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；（ 3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．【答案】（ 1）2， 2.5s；（ ） 0.3s ；（F041）8m / s32mg5【解析】【分析】【详解】（1）设减速过程中，汽车加速度的大小为a，运动时间为t，由题可知初速度 v020m / s ，末速度 vt0 ，位移 f ( x)2x21 1由运动学公式得：v022as ①tv02.5s ②a由①② 式代入数据得a 8m / s2 ③t2.5s ④（2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为t ，由运动学公式得L v0ts ⑤ttt0 ⑥联立 ⑤⑥ 式代入数据得t 0.3s ⑦（3）设志愿者力所受合外力的大小为 F，汽车对志愿者作用力的大小为 F0 ，志愿者的质量为 m，由牛顿第二定律得F ma ⑧由平行四边形定则得F02F 2( mg) 2 ⑨联立 ③⑧⑨式，代入数据得F0 41 ⑩mg 53． 高速公路上行驶的车辆速度很大，雾天易出现车辆连续相撞的事故。

某天清晨，一辆正以 20m/s 速度行驶的汽车司机突然发现前方发生交通事故，便立即刹车，若该司机反应时间为 0.6 s，在反应时间内车速不变，若该汽车刹车后的加速度大小为 5 m/s 2，从司机发现情况到汽车静止这个过程中，求：（ 1）该汽车运动的时间；（ 2）该汽车前进的距离答案】 （1）（2 ）【解析】【详解】(1) 由速度公式即解得：所以汽车运动的时间为： ；(2) 汽车匀速运动的位移为：汽车匀减速的位移为：所以汽车前进的距离为： 4． 现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯开始闪烁，已知绿灯闪烁 3 秒后将转为红灯．请问：（1）若甲车在绿灯开始闪烁时刹车，要使车在绿灯闪烁的 3 秒时间内停下来且刹车距离不得大于 18m，则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少？（ 2）若甲、乙车均以 v0=15m/s 的速度驶向路口，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车（乙车司机的反应时间 △t2=0.4s，反应时间内视为匀速运动）．已知甲车、乙车紧急刹车时的加速度大小分别为 a1=5m/s 2、 a2=6m/s 2 ． 若甲车司机看到绿灯开始闪烁时车头距停车线L=30m，要避免闯红灯，他的反应时间 △t 1 不能超过多少？为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车刹车前之间的距离 s0 至少多大？【答案】 (1) （ 2）【解析】（ 1）设在满足条件的情况下，甲车的最大行驶速度为 v1 根据平均速度与位移关系得：所以有： v1=12m/s（2）对甲车有 v0△ t 1+ ＝ L代入数据得：△t 1=0.5s当甲、乙两车速度相等时，设乙车减速运动的时间为 t ，即：v0-a 2 t=v 0-a 1（t+ △t2）解得： t=2s则 v=v0-a 2t=3m/s此时，甲车的位移为：乙车的位移为： s2＝ v0△ t 2+ ＝ 24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为： s0=s2-s 1=2.4m．点睛：解决追及相遇问题关键在于明确两个物体的相互关系；重点在于分析两物体在相等时间内能否到达相同的空间位置及临界条件的分析；必要时可先画出速度 - 时间图象进行分析．5． 光滑水平桌面上有一个静止的物体 ，其质量为 7kg，在 14N 的水平恒力作用下向右做匀加速直线运动 ，求 :5s 末物体的速度的大小 ？ 5s 内通过的位移是多少 ？【答案】 x=25m【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，根据速度时间公式和位移时间公式求出 5s 末的速度和 5s 内的位移．【详解】（1）根据牛顿第二定律得，物体的加速度为： a F ＝ 14 m / s2＝2m / s2 ；m 75s 末的速度为： v=at=2 5m/s=10m/s.（2） 5s 内的位移为： x= 1 at 2＝ 12 22 25m＝ 25m．【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．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 t1 =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／ s2，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 t1=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=x1+x2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．如图甲所示，质量为 M＝ 3.0kg 的平板小车 C静止在光滑的水平面上，在 t＝ 0 时，两个质量均为 1.0kg 的小物体 A 和 B 同时从左右两端水平冲上小车， 1.0s 内它们的 v－ t 图象如图乙所示，（ g 取 10m/s 2）求：。