高中物理直线运动题20套(带答案)

1、高中物理直线运动题20套(带答案)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 ao=2m/s2.90m底战6 口 m中找ai= 2m/s2的匀加速边线(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、加速度直线运动，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ao在地面上做匀减速直线运动；同时，甲的速度瞬间变为v

2、i = 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(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 a2 2m/s2,最大速度为V2 8m/s ,甲做匀加速运动达到最大速度,、,、一， xV28/的时间和位移分别为：t2- -s 4sa22x2 v2-t2 8 4m 16m22之后甲做匀速直线运动，到足球停止运动时

3、，其位移X2=vm(t1-to) = 8x 2m= 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Xo- (X1+ X2) = Vmt2联立得：t2 = 0.5s甲追上足球的时间t=t0+ t2= 6.5s(2)足球距底线的距离 X2= 45 X0= 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2.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动，一段时间

4、后撤去F,其运动的y-。图象如图所示与取10m/s2,求：口街”7A 2 d 6 B 10 Ll 14 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) 014s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 8电=_ = 2m/s2物体在46s内受力如图所示少一根据牛顿第二定律有：= ma联立解得：户0.2(2)由v-t图像可知：物体在 04s内加速度：Av 8tl2 = - = yjy = O.Um/S3又由题意可知：物体在 04s内受力如图所示

5、根据牛顿第二定律有：F - amg = maz代入数据得：F=5.6N(3)物体在014s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有:IIIx= _ x 0 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.ETC甲、乙两辆汽3.为提高通行效率，许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC股离高速公路，流程如图所示.假设减速带离收 费岛口 x=60m,收费

6、岛总长度d=40m,两辆汽车同时以相同的速度v=72km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动.甲车减速至V2=36km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过to=15s 的时间缴费成功，人工栏打开放行.随后两辆汽车匀加速到速度 速和减速过程中的加速度大小相等，求：vi后沿直线匀速行驶，设加甲一v 60 m：ETC通道：乙行驶方向 觥速带收费岛井心线(1)此次人工收费通道和 ETC通道打开栏杆放彳T的时间差t ;(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离【答案】(1)17s； (2)400m【解析】【分析】【详解】v172 km

7、/s=20m/s , v0 18km/s=5m/s ,v236 km/s=10m/s ,(1)两车减速运动的加速度大小为a2v1d2（x 万）202402 （60 万）2,2,甲车减速到丫2,所用时间为+ MV。t1a20 102.54 s,走过的距离为X1Jv41220 102甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为t2/ d（X 2Xi）V260丝210602s甲车从减速到栏杆打开的总时间为tit26s乙车减速行驶到收费岛中心线的时间为vi20a 2.5从减速到打开栏杆的总时间为t乙to t3 15 8 23 s人工收费通道和ETC通道打开栏杆放彳T的时间差t t乙t甲23 6 17 s；(2)

8、乙车从收费岛中心线开始出发又经t3 8 s加速到Vi 20 m/s ,与甲车达到共同速度，此时两车相距最远.这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等注 x d 60型 80 m,22从收费岛中心线开始，甲车先从Vo 10m/s加速至Vi 20m/s,这个时间为t1 4s然后匀速行驶刖 X1V1t3t t160 20 8 17 4 480 m故两车相距的最远距离为x q x乙480 80 400 m.4 .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.在一段直线轨道上，某高

9、铁列车正以V0=288km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方X0=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 a1=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)根据运动公式列式求解打开电磁制

10、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 =V0-a1t2=60m/s.(2)列车长接到通知后，经过t1=2.5s,列车行驶的距离 X1=V0t1=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；用 J=羽=L2m2X35 .如图所示，水平平台 ab长为20 m,平台b端与长度未知的特殊材料制成的斜面 bc连 接，斜面倾角为30°

11、.在平台b端放上质量为5 kg的物块，并给物块施加与水平方向成 37° 角的50 N推力后，物块由静止开始运动.己知物块与平台间的动摩擦因数为0.4,重力加速度 g=10 m/s2, sin37 =0.6,求:(1)物块由a运动到b所用的时间；(2)若物块从a端运动到P点时撤掉推力，则物块刚好能从斜面b端开始下滑，则aP间的距离为多少？(物块在b端无能量损失)(3)若物块与斜面间的动摩擦因数邺=0.277+0.03Lb,式中Lb为物块在斜面上所处的位置离b端的距离，在(2)中的情况下，物块沿斜面滑到什么位置时速度最大？【答案】(1) 5s (2) 14.3m(3)见解析【解析】试题分

12、析：(1)根据牛顿运动定律求解加速度，根据位移时间关系知时间；(2)根据位移速度关系列方程求解；(3)物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0,根据受力分析列方程，结合物块与斜面间的动摩擦因数加=0.277+0.03Lb知斜面长度的临界值，从而讨论最大速度.解：(1)受力分析知物体的加速度为二二- 二二.，二L一 二二2a1=1.6m/sm5/1t解得a到b的时间为t=j2 乂如=5s V 1. 6(2)物体从 a 到 p： vp=2a1X1物块由P至1J b： 4=222X2a2=科 gX=X1+X2解得ap距离为X1=14.3m(3)物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0,irgsin&

13、#174; - M-rngcos 0即 a=0ID削=0.277+0.03Lb, 联立解得Lb=10m因此如斜面长度 L> 10m,则Lb=10m时速度最大；若斜面长度LW10rm则斜面最低点速度最大.答：(1)物块由a运动到b所用的时间为5s;(2)若物块从a端运动到P点时撤掉推力，则物块刚好能从斜面b端开始下滑，则间aP的距离为14.3m；(3)斜面长度L>10m,则Lb=10m时速度最大；若斜面长度 LW 10甲则斜面最低点速度最大.【点评】本题考查的是牛顿第二定律及共点力平衡，但是由于涉及到动摩擦因数变化，增加了难度；故在分析时要注意物体沿斜面下滑的速度最大时，须加速度为0

14、这个条件.6. 2018年12月8日2时23分，嫦娥四号探测器成功发射，开启了人类登陆月球背面的 探月新征程，距离 2020年实现载人登月更近一步，若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为 中国登月第一人，而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验：在月球表面 上空让一个小球由静止开始自由下落，测出下落高度h 20m时，下落的时间正好为t 5s,贝U：(1)月球表面的重力加速度 g月为多大？(2)小球下落过程中，最初 2s内和最后2s内的位移之比为多大？【答案】1.6 m/s2 1:4【解析】 【详解】(1)由h=g月t2得：20=1g月X222解得：g 月=1.6m/s2(2)小球下落过程

15、中的 5s内，每1s内的位移之比为1:3:5:7:9,则最初2s内和最后2s内 的位移之比为：(1+3) : ( 7+9) =1:4.7. 如图，MN是竖直放置的长 L=0.5m的平面镜，观察者在A处观察，有一小球从某处自由下 落，小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25m,观察者能在镜中看到小球像的时间t=0.2s.已知观察的眼睛到镜面的距离s=0.5m,求小球从静止开始下落经多长时间，观察者才能在镜中看到小球的像.(取g=10m/s2)【答案】0.275s；【解析】试题分析：由平面镜成像规律及光路图可逆可知，人在A处能够观察到平面镜中虚像所对应的空间区域在如图所示的直线PM和QN所包围的区域

16、中，小球在这一区间里运动的距离为图中ab的长度L.由于 NaAbsMA/N NbA/CbNA/D所以 L/L=bA/NA/bA/NA/= (s+d) /s1919联立求解，L/=0. 75m设小球从静止下落经时间t人能看到，则 L/ g(t /t)2 gt2【名师点睛】本题是边界问题，根据反射定律作出边界光线，再根据几何知识和运动学公 式结合求解；要知道当小球发出的光线经过平面镜反射射入观察者的眼睛时，人就能看到 小球镜中的像.8. A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度 va= 10 m/s , B车在后，速度vb=30 m/s ,因大雾能见度很低，B车在距A车x()= 75

17、 m时才发现前方有 A车，这时B车立即刹车，但 B车要经过180 m才能停止，问：B车刹车时 A车仍按原速率行驶，两车 是否会相撞？若会相撞，将在 B车刹车后多长时间相撞？若不会相撞，则两车最近距离是 多少？【答案】会相撞；6 s2【解析】B车刹车至停下来白过程中，由v2 vo2 = 2ax得aB 2.5m/s22x假设不相撞，依题意画出运动过程示意图，如下图所示.>-a/*|巧！设经过时间t两车速度相等，对 B车有：VA=VB+aBt解得t 幺B 8s . aB此时 B 车的位移 xb= vBt+ aBt2= 30x 8 m- - x 2.5 2<m= 160 m.22A 车的位

18、移 xa= vAt = 10 x 8 m= 80 m.因Xb>XA+X0,故两车会相撞.1 c设B刹车后经过时间tx两车相撞，则有 vAtx+X0= vBtx+ aBtx2,代入数据解得，tx=6 s或tx= 10 s(舍去).9. (8分)一个质量为1500 kg行星探测器从某行星表面竖直升空，发射时发动机推力恒 定，发射升空后8s末，发动机突然间发生故障而关闭；如图所示为探测器从发射到落回 出发点全过程的速度图象；已知该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化；求：(1)探测器在行星表面上升达到的最大高度；(2)探测器落回出发点时的速度；(3)探测器发动机正常工作时的推力。【答案】(1) 768