高考物理易错题专题三物理直线运动(含解析)及解析

1、高考物理易错题专题三物理直线运动(含解析)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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)to=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vo=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：图甲图乙”(小八)(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

2、的比值.【答案】(1) 8m/s2, 2.5s; (2) 0.3s; (3) -F0-回mg 5【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 vo 20m/s,末速度vt 0,位移f(x)2x2 1 1由运动学公式得：vo2 2ast v0 2.5s a由式代入数据得a 8m/s2 t 2.5s (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 vot s t tto 联立式代入数据得t 0.3s (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由平行四边形定则得Fo2

3、 F2 (mg)2 联立式，代入数据得mg 52.跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升机悬停在离地面224m高时，运动员离开飞机作自由落体运动，运动了 5s后，打开降落伞，展伞后运动员减速下降至地面，若运动员落地速 度为5m/s,取g 10m/s2,求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间.【答案】a 12.5如/s2 ; t 3.6s【解析】1 o 1o运动贝做自由洛体运动的位移为h gt 10 5 m 125m2 2打开降落伞时的速度为：V1 gt 10 5m/s 50m/s22匀减速下降过程有：v1 v2 2a(H h)将 V2=5 m/s、H=224 m 代入上式，求得： a=12.5m/

4、s2减速运动的时间为：t vv2 巩"s 3.6?s a 12.53.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90n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 vo= 12m/s,加速度大小 a°=2m/s2.90m1I .60山| 中线边线(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、力口速度a=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a。在地面上做匀减速直线运动；同时

5、，甲的速度瞬间变为V1 = 6 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) t = 6.5s (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】2(1)已知甲的加速度为 a2 2m/s ,最大速度为V2 8m/s ,甲做匀加速运动达到最大速度xV28,的时间和位移分力1J为：t2 s 4sa22v28_x2t24m 16m22之后甲做匀速直线运动

6、，到足球停止运动时，其位移X2=vm(ti-to) = 8X 2im= 16m由于X1 + X2 < xo,故足球停止运动时，甲没有追上足球甲继续以最大速度匀速运动追赶足球，则X0(xi+ X2) = Vmt2联立得：t2 = 0.5s甲追上足球的时间t=to+ t2= 6.5s(2)足球距底线的距离 X2= 45 xo= 9m设甲运动到底线的时间为t3,则X2= V1t31 2足球在t3时间内发生的位移 x2 vt3 a0t32联立解得：v= 7.5m/s【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4.质量为2kg的物体在水平推力 F的作用下沿水平面做直线运

7、动，一段时间后撤去F,其运动的廿一七图象如图所示也取10m/s2,求：口占4 7。2 * 4- 8 1014 J6(1)物体与水平面间的动摩擦因数 ；(2)水平推力F的大小；(3)14s内物体运动位移的大小.【答案】(1) 0.2; (2) 5.6N; (3) 56m。【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知，由 v-t图像可知，物体在 46s内加速度:Av 82m/s2物体在46s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：联立解得：户0.2(2)由v-t图像可知：物体在04s内加速度:10又由题意可知：物体在 04s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:代入数据得：F=5.6N(3)物体在014s内的位

8、移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有:IIIx = _ x 9 x 14m = 56m【点睛】在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况 分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活 处理.在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁.5.某人驾驶一辆小型客车以 V0= 10m/s的速度在平直道路上行驶，发现前方s= 15m处有减速带，为了让客车平稳通过减速带，他立刻刹车匀减速前进，到达减速带时速度v= 5.0m/s .已知客车的总质量 m = 2.0 x 30kg.求：(1)客车到达减速带时的动能Ek;(2)客车

9、从开始刹车直至到达减速带过程所用的时间t ；(3)客车减速过程中受到的阻力大小f.【答案】(1) Ek = 2.5 X 40 (2) t = 2s (3) f= 5.0 X 彳N 【解析】【详解】1(1)客车到达减速带时的功能Ek= - mv2,解得Ek= 2.5 X 4Jv0 v(2)客车减速运动的位移 s 之一t，解得t=2s(3)设客车减速运动的加速度大小为a,则v=v。at, f= ma解得 f= 5.0 x 10n6.高铁被誉为中国新四大发明之一.因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高， 高铁列车上安装有多套制动装置制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等.在一段直

10、线轨道上，某高铁列车正以vo=288km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方xo=5km处道路出现异常，需要减速停车.列车长接到通知后，经过 t=2.5s 将制动风翼打开，高铁列车获得 ai=0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速 t2=40s后，列车 长再将电磁制动系统打开，果列车在距离异常处500m的地方停下来.(1)求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度多大？(2)求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a2是多大？【答案】(1) 60m/s (2) 1.2m/s2【解析】【分析】(1)根据速度时间关系求解列车长打开电磁制动系统时列车的速度；(2)根据运动公式列式

11、求解打开电磁制动后打开电磁制动后列车行驶的距离，根据速度位移关系求解列车的 平均制动加速度.【详解】(1)打开制动风翼时，列车的加速度为a1=0.5m/s2,设经过t2=40s时，列车的速度为 V1,贝U V1=vo-a1t2=60m/s.(2)列车长接到通知后，经过t=2.5s,列车行驶的距离 X1=vot1=200m打开制动风翼到打开电磁制动系统的过程中，列车行驶的距离X2=2800m打开电磁制动后，行驶的距离X3= x0- X1 - X2=1500m；厂出 J<12 = - = L2m/s*2X37.某物理实验小组在游泳池做了一个实验：将一个小木球离水面5m高静止释放(不计空气阻力

12、)，经1. 40s后落入池底速度刚好为零.假定木球在水中做匀减速直线运动，重力加速度g=10m/s2.求：(1)木球刚接触水面时的速度的大小；(2)木球在水中运动的加速度的大小；(3)游泳池水的深度.【答案】(1) 10m/s(2) 25m/s2(3) 2m【解析】试题分析：(1)小木球离水面5m高静止释放，做自由落体运动直到水面，根据位移时间公式得：1 2h1= gt1解得：t1=1s所以：V1=gt1=10m/s(2)在水中运动的时间为：t2=1 . 4-t1v 102所以：a 25m / st 1.4 1(3)木球在水中做匀加速直线运动，平均速度等于v102所以：h2v1 0 ,10 0

13、 ,t2 0.4 2m22考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】该题主要考查了自由落体运动及匀减速直线运动基本公式的应用，难度不 大，属于基础题.8一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了 12秒，驶过了 180m。之后匀速行驶了 105m, 求：(1)(2)汽车开始加速时的速度是多少?汽车的末速度是多少？简要画出全过程的 v-t图像(注：标出关键点坐标即可)【答案】(1) 9m/s (2) 21m/sXVot-at2,2可以得到Vo2 at1801. .c1 12122m/ s 9m/s；(2)由速度与时间关系可以得到:v v0 at 9m/s1 12m/s21m / s ；(3)根据题意可以

14、知道，匀速运动的时间为:t1x121如图所示:vfm-s1点睛：本题关键是明确汽车的运动性质，然后根据运动学公式直接列式求解9.我国ETC联网正式启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称.汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以vo=15m/s朝收费站正常沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在收费线中心线前10m处正好匀减速至 v=5m/s ,匀速通过中心线后，再匀加速至V0正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s缴费成功后，再启动汽车匀加速至vo正常行驶.设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1m/s2,求：1 41© 总竹莅方旬

15、(K月运阡事宣3IETC安工附旬i-<人工假费以逐(1)汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；(2)汽车过ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少.【答案】(1) 210m (2) 27s【解析】试题分析：(1)汽车过ETC通道：减速过程有：=小漫,解得a =- lm/s2加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：(2)汽车过ETC通道的减速过程有：+=I2 Itl = 2% 4- - - 225得总时间为：汽车过人工收费通道有：%二2工一+为二m，X2= =225m门la所以二者的位移差为： x =x2 - x1=225m - 210m=15m . （ 1 分）

16、J .4 M贝U有：-27s%考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较 多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰, 对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题10.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

17、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。90 mI II !60 m曲线 t &

18、#163;边线【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 V1= 12 m/s,加速度大小为 a1 = 2 m/s2,足球做匀减速运动的时 1?1 12£ 二 = -S = 6A间为 ©2力 12工 1 = tj = x 6m = 36m运动位移为(2)已知前锋队员的加速度为a2=2 m/s2,最大速度为V2=8 m/s ,前锋队员做匀加速运V2 8V2 812 = - = -S = 45 Xi = = - x 4m = 16m动达到最大速度的时间和位移分别为以2 Z ,22.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X3 = V2(t1 12)= 8X2 m= 16 m由于X2+X3<X1,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