高三物理直线运动11种典型案例分析
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(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.货车A 正在公路上以20 m/s 的速度匀速行驶,因疲劳驾驶,司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B 时,两车距离仅有75 m .(1)若此时轿车B 立即以2 m/s 2的加速度启动,通过计算判断:如果货车A 司机没有刹车,是否会撞上轿车B ;若不相撞,求两车相距最近的距离;若相撞,求出从货车A 发现轿车B 开始到撞上轿车B 的时间.(2)若货车A 司机发现轿车B 时立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s 2(两车均视为质点),为了避免碰撞,在货车A 刹车的同时,轿车B 立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:轿车B 加速度至少多大才能避免相撞. 【答案】(1)两车会相撞t 1=5 s ;(2)222m/s 0.67m/s 3B a =≈ 【解析】 【详解】(1)当两车速度相等时,A 、B 两车相距最近或相撞. 设经过的时间为t ,则:v A =v B 对B 车v B =at联立可得:t =10 s A 车的位移为:x A =v A t= 200 mB 车的位移为: x B =212at =100 m 因为x B +x 0=175 m<x A所以两车会相撞,设经过时间t 相撞,有:v A t = x o 十212at 代入数据解得:t 1=5 s ,t 2=15 s(舍去).(2)已知A 车的加速度大小a A =2 m/s 2,初速度v 0=20 m/s ,设B 车的加速度为a B ,B 车运动经过时间t ,两车相遇时,两车速度相等, 则有:v A =v 0-a A t v B = a B t 且v A = v B在时间t 内A 车的位移为: x A =v 0t-212A a tB 车的位移为:x B =212B a t 又x B +x 0= x A 联立可得:222m/s 0.67m/s 3B a =≈2.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。
四类经典的直线运动模型目录【模型一】“0-v -0”运动模型【模型二】“等位移折返”模型【模型三】三倍加速度运动模型----等时间折返模型【模型四】两类常见非匀变速直线运动模型类型一:力随时间均匀变化类型二:力随位移均匀变化【模型一】“0-v -0”运动模型1.特点:初速度为零,末速度为v ,两段初末速度相同,平均速度相同。
三个比例式:①速度公式v 0=a 1t 1v 0=a 2t 2推导可得:a1a 2=t 2t 1②速度位移公式v 20=2a 1x 1v 20=2a 2x 2推导可得:a1a 2=x 2x 1③平均速度位移公式x 1=v 0t 12x 2=v 0t 22推导可得:x 1x 2=t1t 22.位移三个公式:x =v 02(t 1+t 2);x =v 202a 1+v 202a 2;x =12a 1t 21+12a 2t 223.平均速度:v 1=v 2=v=v 021【多选】(2021·全国·高考真题)水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动,物体通过的路程等于s 0时,速度的大小为v 0,此时撤去F ,物体继续滑行2s 0的路程后停止运动,重力加速度大小为g ,则()A.在此过程中F 所做的功为12mv 20 B.在此过中F 的冲量大小等于32mv 0C.物体与桌面间的动摩擦因数等于v 24s 0g D.F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍【答案】BC【详解】CD .外力撤去前,由牛顿第二定律可知F -μmg =ma 1 ①由速度位移公式有v 20=2a 1s 0②外力撤去后,由牛顿第二定律可知-μmg =ma 2 ③由速度位移公式有-v20=2a2(2s0) ④由①②③④可得,水平恒力F=3mv20 4s0动摩擦因数μ=v20 4gs0滑动摩擦力F f=μmg=mv20 4s0可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,故C正确,D错误;A.在此过程中,外力F做功为W=Fs0=34mv20故A错误;B.由平均速度公式可知,外力F作用时间t1=s00+v02=2s0v0在此过程中,F的冲量大小是I=Ft1=32mv0故B正确。
高考物理直线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m ,如图(a )所示.0t =时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至1t s =时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图(b )所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g 取10m/s 2.求(1)木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ; (2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.【答案】(1)10.1μ=20.4μ=(2)6m (3)6.5m 【解析】(1)根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左,大小也是v 4m/s =木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速,根据牛顿第二定律有24/0/1m s m sg sμ-=解得20.4μ=木板与墙壁碰撞前,匀减速运动时间1t s =,位移 4.5x m =,末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212x vt at =+ 带入可得21/a m s =木块和木板整体受力分析,滑动摩擦力提供合外力,即1g a μ= 可得10.1μ=(2)碰撞后,木板向左匀减速,依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214/3a m s =对滑块,则有加速度224/a m s =滑块速度先减小到0,此时碰后时间为11t s = 此时,木板向左的位移为2111111023x vt a t m =-=末速度18/3v m s =滑块向右位移214/022m s x t m +== 此后,木块开始向左加速,加速度仍为224/a m s =木块继续减速,加速度仍为214/3a m s =假设又经历2t 二者速度相等,则有22112a t v a t =- 解得20.5t s =此过程,木板位移2312121726x v t a t m =-=末速度31122/v v a t m s =-= 滑块位移24221122x a t m == 此后木块和木板一起匀减速.二者的相对位移最大为13246x x x x x m ∆=++-= 滑块始终没有离开木板,所以木板最小的长度为6m(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止,整体加速度211/a g m s μ==位移23522v x m a==所以木板右端离墙壁最远的距离为135 6.5x x x m ++= 【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】分阶段分析,环环相扣,前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态,认真沉着,不急不躁2.如图所示,质量M =8kg 的小车放在光滑水平面上,在小车左端加一水平推力F =8N ,当小车向右运动的速度达到1.5m/s 时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m =2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数为0.2,小车足够长.求:(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为多大? (2)经多长时间两者达到相同的速度?共同速度是多大?(3)从小物块放上小车开始,经过t =1.5s 小物块通过的位移大小为多少?(取g =10m/s 2).【答案】(1)2m/s 2,0.5m/s 2(2)1s ,2m/s (3)2.1m 【解析】 【分析】(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度;(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间,在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度;(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移,再求出小物块与小车一体运动时的位移即可.【详解】(1) 根据牛顿第二定律可得小物块的加速度:m/s2小车的加速度:m/s2(2)令两则的速度相等所用时间为t,则有:解得达到共同速度的时间:t=1s共同速度为:m/s(3) 在开始1s内小物块的位移m此时其速度:m/s在接下来的0.5s小物块与小车相对静止,一起做加速运动且加速度:m/s2这0.5s内的位移:m则小物块通过的总位移:m【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用,解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况,然后运用运动学公式求解.同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解.3.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s.分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移到了2m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m,由此可以求得()A.第1次闪光时质点的速度B.质点运动的加速度C.质点运动的初速度D.从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移【答案】ABD【解析】试题分析:根据得;,故B不符合题意;设第一次曝光时的速度为v,,得:,故A不符合题意;由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间,故无法知道初速度,故C符合题意;设第一次到第二次位移为;第三次到第四次闪光为,则有:;则;而第二次闪光到第三次闪光的位移,故D不符合题意考点:考查了匀变速直线运动规律的综合应用,要注意任意一段匀变速直线运动中,只有知道至少三个量才能求出另外的两个量,即知三求二.4.某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为5m/s2,所需的起飞速度为50m/s,跑道长100m.通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置.对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度?m s【答案】不能靠自身发动机起飞39/【解析】试题分析:根据速度位移公式求出达到起飞速度的位移,从而判断飞机能否靠自身发动机从舰上起飞.根据速度位移公式求出弹射系统使飞机具有的初速度.解:当飞机达到起飞速度经历的位移x=,可知飞机不能靠自身发动机从舰上起飞.根据得,=.答:飞机不能靠自身发动机从舰上起飞,对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有40m/s的初速度.【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式,并能灵活运用,基础题.5.如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=0.5m,圆管的上表面离天花板距离h=2.5m,在圆管的正上方紧靠天花板放一颗小球,让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上大小为5m/s的初速度,g取10m/s.(1)求小球释放后经过多长时间与圆管相遇?(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管?如果不能,小球和圆管落地的时间差多大?如果能,小球穿过圆管的时间多长? 【答案】(1)0.5s (2)0.1s【解析】试题分析:小球自由落体,圆管竖直上抛,以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动;先根据位移时间关系公式求解圆管落地的时间;再根据位移时间关系公式求解该时间内小球的位移(假设小球未落地),比较即可;再以小球为参考系,计算小球穿过圆管的时间.(1)以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故相遇时间为: 0 2.50.55/h mts v m s=== (2)圆管做竖直上抛运动,以向上为正,根据位移时间关系公式,有2012x v t gt =- 带入数据,有2055t t =-,解得:t=1s 或 t=0(舍去); 假设小球未落地,在1s 内小球的位移为22111101522x gt m ==⨯⨯=, 而开始时刻小球离地的高度只有3m ,故在圆管落地前小球能穿过圆管; 再以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故小球穿过圆管的时间00.5'0.15/L mt s v m s===6.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:(1)小物体A 和B 与平板小车之间的动摩擦因数μA 、μB (2)判断小车在0~1.0s 内所做的运动,并说明理由?(3)要使A 、B 在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少? 【答案】(1)0.3;(2)小车静止;(3)7.2m【解析】试题分析:(1)由v -t 图可知,在第1 s 内,物体A 、B 的加速度大小相等,均为a =3.0 m/s 2.根据牛顿第二定律: f =μmg =ma 可得μA =μB =0.3(2)物体A 、B 所受摩擦力大小均为F f =ma =3.0 N ,方向相反,根据牛顿第三定律,车C 受A 、B 的摩擦力也大小相等,方向相反,合力为零,故小车静止。
念书破万卷下笔若有神上海高中物理——直线运动中的典型问题及解法直线运动部分的观点多、公式多、规律多,实质问题的情境变化多端,但若能透过现象看实质,将会发此刻众多的“变化”中,不过是四类典型问题在变换、重组,掌握这四类典型问题的办理策略后自然能以不变应万变。
一、初速度为0的匀加快直线运动问题此类问题的基本解题策略是:在不可以利用比值规律办理的状况下,应想法将中间地点或中间小过程与起点相联系,这样能够让绝大部分运动规律形式获得简化。
例:物体从圆滑的斜面顶端由静止开始匀加快下滑,在最后1s 内经过了所有行程的一半,则下滑的总时间为多少?剖析:物体运动的典型特色为,最后1s恰巧是一段中间过程。
解:如下图,有而因为解得:说明:末速度为0的匀减速直线运动在变换成反方向的初速度为0的匀加快直线运动后能够采纳相同的方法办理。
二、不一样性质的直线运动过程相连结的问题指匀速、匀加快、匀减速直线运动中的两个或三个组合在一同。
此类问题的解题策略是:紧扣转折点速度。
因为它既是前一运动阶段的末速度,又是后一运动阶段的初速度,找到它能够最大程度增添已知信息,对解题极为有益。
例:质点由 A 点出发沿直线度大小为 a2的匀减速运动,到达AB运动,行程的第一部分是加快度大小为B 点时恰巧速度减为零。
若AB间总长度为a1的匀加快运动,接着做加快S,试求质点从 A 到 B 所用的时间 t 。
剖析:整个运动过程由匀加快、匀减速两个阶段构成。
基本解题思路是先找到转折点速度,再利用均匀速度关系式或速度公式求时间。
解:设第一阶段的末速度为V则由题意可知:解得:而所以说明:只需波及不一样性质的直线运动,不论题中待求量是什么,解题的首要任务都应当是求出转折点速度。
三、运动性质多变或周期性变化的问题此类问题波及的运动阶段许多,传统的剖析方法过于繁琐,并且简单致使思想杂乱。
若能第一描述出物体的图像,那么就能够从全局上掌握住运动的特色,本来复杂的运动过程也变得形象、详细。
高考物理直线运动真题汇编(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过.在夜间,有一货车因故障停车,后面有一小轿车以30m/s 的速度向前驶来,由于夜间视线不好,驾驶员只能看清前方50m 的物体,并且他的反应时间为0.5s ,制动后最大加速度为6m/s 2.求:(1)小轿车从刹车到停止所用小轿车驾驶的最短时间;(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞.【答案】(1)5s (2)40m 【解析】 【分析】 【详解】(1)从刹车到停止时间为t 2,则 t 2=0v a-=5 s① (2)反应时间内做匀速运动,则 x 1=v 0t 1② x 1=15 m③从刹车到停止的位移为x 2,则x 2=2002v a -④x 2=75 m⑤小轿车从发现物体到停止的全部距离为 x=x 1+x 2=90m ⑥ △x=x ﹣50m=40m ⑦2.一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光,出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路,他原计划全程平均速度要达到40 km/h ,若这位旅游爱好者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h ,那么他能否完成全程平均速度为40 km/h 的计划呢?若能完成,要求他在后的路程里开车的速度应达多少? 【答案】80km/h 【解析】本题考查匀变速直线运动的推论,利用平均速度等于位移除以时间,设总路程为s,后路程上的平均速度为v,总路程为s前里时用时后里时用时所以全程的平均速度解得由结果可知,这位旅行者能完成他的计划,他在后2s/3的路程里,速度应达80 km/h3.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 l=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,结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,则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;4.总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t 图,试根据图象求:(g 取10m/s 2) (1)t =1s 时运动员的加速度和所受阻力的大小. (2)估算14s 内运动员下落的高度及克服阻力做的功. (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.【答案】(1)160N (2)158; 1.25×105J (3)71s 【解析】 【详解】(1)从图中可以看出,在t =2s 内运动员做匀加速运动,其加速度大小为162t v a t ==m/s 2=8m/s 2 设此过程中运动员受到的阻力大小为f ,根据牛顿第二定律,有mg -f =ma 得f =m (g -a )=80×(10-8)N =160N (2)从图中估算得出运动员在14s 内下落了 39.5×2×2m =158m根据动能定理,有212f mgh W mv -= 所以有212f W mgh mv =-=(80×10×158-12×80×62)J≈1.25×105J(3)14s 后运动员做匀速运动的时间为 5001586H h t v '--==s =57s 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t 总=t +t ′=(14+57)s =71s5.(13分)如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=37°。
高考物理最新力学知识点之直线运动全集汇编及解析一、选择题1.2019年9月13日,美国导弹驱逐舰“迈耶”号擅自进入中国西沙群岛海域。
我军组织有关海空兵力,依法依规对美舰进行了识别查证,予以警告,成功将其驱离。
如图是美国导弹驱逐舰“迈耶”号在海面上被我军驱离前后运动的速度—时间图像,则下列说法正确的是( )A .美舰在0~66 s 内的平均速度大小等于7.5 m/sB .美舰在66 s 末开始调头逃离C .美舰在66~96 s 内运动了225 mD .美舰在96~116 s 内做匀减速直线运动 2.如图是一辆汽车做直线运动的x —t 图像,对线段OA 、AB 、BC 、CD 所表示的运动,下列说法错误的是()A .汽车在OA 段运动得最快B .汽车在AB 段静止C .CD 段表示汽车的运动方向与初始运动方向相反D .4 h 内汽车的位移大小为零3.物体以速度v 匀速通过直线上的A 、B 两点,所用时间为t .现在物体从A 点由静止出发,先做匀加速直线运动(加速度为a 1)到某一最大速度v m ,然后立即做匀减速直线运动(加速度大小为a 2)至B 点速度恰好减为0,所用时间仍为t .则物体的( )A .v m 可为许多值,与a 1、a 2的大小有关B .v m 可为许多值,与a 1、a 2的大小无关C .a 1、a 2必须满足12122a a v a a t=+ D .a 1、a 2必须是一定的4.2020年是特殊的一年,无情的新冠病毒袭击了中国;经过全国人民的努力,受伤最深的武汉也在全国各界的支持下使疫情得到了控制。
在这场没有硝烟的战疫中涌现了大量最可爱的人,尤其是白衣天使和人民解放军。
在这场战疫中某次空军基地用直升飞机运送医护人员去武汉,为了保证直升机升空过程中医护人员不至于很难受,飞行员对上升过程某阶段加速度进行了相应操作。
操作的a t -图像如图所示(除ab 段曲线,其余段均为直线,取向上为正),则下列说法正确的是( )A .Oa 和ab 段医护人员处于超重状态,cd 段处于失重状态B .O 到d 整个过程医护人员均处于超重状态C .O 到d 过程速度增量小于20.5m/sD .根据上述图像可求出0~8s 这段时间直升机往上上升的高度5.有一个勇敢的跳水者走到跳台边缘时,先释放一个石子来测试一下跳台的高度,由于空气阻力的影响,现测出石子在空中下落的时间为1.0s ,当地重力加速度g =9.8m/s 2,则跳台实际离水面的高度可能为( )A .4.7mB .4.9mC .5.0mD .9.8m6.汽车以10m/s 的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15m 处的斑马线上有行人,于是刹车礼让汽车恰好停在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5s .汽车运动的v-t 图如图所示,则汽车的加速度大小为A .220/m sB .26/m sC .25/m sD .24/m s7.一汽车在平直公路上做刹车实验,t =0时刻起运动位移与速度的关系式为x=20-0.2v 2(m ),下列分析正确的是( )A .上述过程的加速度大小为10m/s 2B .刹车过程持续的时间为4sC .t =0时刻的初速度为20m/sD .刹车过程的位移为5m8.某质点沿一直线运动,其速度的二次方(v 2)与位移(x )的关系图线如图所示,则该质点在0~12m 的运动过程中( )A .加速度越来越大B .所用的时间为3sC .经过x =6m 时的速度大小为4m/sD .0~6m 和6~12m 所用的时间之比为1:19.将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间相隔2s ,它们运动的v-t 图像分别如图中直线甲、乙所示。
直线运动11种典型案例分析直线运动是高中物理的重要章节,是整个物理学的基础内容之一。
本章涉及位移、速度、加速度等多个物理量,基本公式也较多,同时还有描述运动规律的s-t图象、v-t图象等知识。
案例1:位移和路程的区别和联系位移是表示质点位置变化的物理量,它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。
位移可以用一根带箭头的线段表示,箭头的指向代表位移的方向,线段的长短代表位移的大小。
而路程是质点运动路线的长度,是标量。
只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时,位移的大小才与运动路程相等。
例1、一个电子在匀强磁场中沿半径为R的圆周运动。
转了3圈回到原位置,运动过程中位移的最大值和路程的最大值分别是:A.2R,2R; B.2R,6πR;C.2πR,2R; D.0,6πR。
答案:B案例3.速度、速度的变化和加速度的区别和联系。
加速度是描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值,加速度a的定义式是矢量式。
加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。
只要速度在变化,无论速度多小,都有加速度;只要速度不变化,无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体的加速度就大。
加速度的与速度的变化Δv也无直接关系。
物体有了加速度,经过一段时间速度有一定的变化,因此速度的变化Δv是一个过程量,加速度大,速度的变化Δv不一定大;反过来,Δv大,加速度也不一定大。
例3、关于加速度,以下说法中正确的是()A. 运动物体的速度特别大,其加速度也一定大B. 运动物体的速度非常小,其加速度也一定小C. 物体的速度很大,但加速度可能为零D. 物体的速度为零,但加速度可能很大 答案:C、D案例4.匀变速直线运动公式的矢量性对匀变速直线运动的四个公式,要特别注意公式的矢量性.通常规定初速度方向为正方向,凡与初速度方向反向的矢量,一定要注意数值前面加“-”号.例4.一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s 后速度的大小变为10m/s.在这1s 内该物体的( ).(A)位移的大小可能小于4m (B)位移的大小可能大于10m(C)加速度的大小可能小于4m/s 2 (D)加速度的大小可能大于10m/s 2. 答案为A 、D 。
直线运动11种典型案例分析直线运动是高中物理的重要章节,是整个物理学的基础内容之一。
本章涉及位移、速度、加速度等多个物理量,基本公式也较多,同时还有描述运动规律的s-t 图象、v -t 图象等知识。
案例1:位移和路程的区别和联系位移是表示质点位置变化的物理量,它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。
位移可以用一根带箭头的线段表示,箭头的指向代表位移的方向,线段的长短代表位移的大小。
而路程是质点运动路线的长度,是标量。
只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时,位移的大小才与运动路程相等。
例1、一个电子在匀强磁场中沿半径为R 的圆周运动。
转了3圈回到原位置,运动过程中位移的最大值和路程的最大值分别是:A .2R ,2R ;B .2R ,6πR ;C .2πR ,2R ;D .0,6πR 。
答案:B案例2. 瞬时速度和平均速度的区别和联系瞬时速度是运动物体在某一时刻或某一位置的速度,而平均速度是指运动物体在某一段时间t ∆或某段位移x ∆的平均速度,它们都是矢量。
当0→∆t 时,平均速度的极限,就是该时刻的瞬时速度。
例2、甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标,甲车在前一半时间内以速度v 1做匀速直线运动,后一半时间内以速度v 2做匀速直线运动;乙车在前一半路程中以速度v 1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v 2做匀速直线运动,则( )。
A .甲先到达;B.乙先到达; C.甲、乙同时到达; D.不能确定。
答案:B案例3. 速度、速度的变化和加速度的区别和联系。
加速度是描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值,加速度a 的定义式是矢量式。
加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。
只要速度在变化,无论速度多小,都有加速度;只要速度不变化,无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体的加速度就大。
加速度的与速度的变化Δv 也无直接关系。
高考物理直线运动试题种类及其解题技巧含分析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.高铁被誉为中国新四大发明之一.因高铁的运转速度快,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,某高铁列车正以v0=288km/h 的速度匀速行驶,列车长忽然接到通知,前面 x0=5km 处道路出现异样,需要减速泊车.列车长接到通知后,经过t l=2.5s 将制动风翼翻开,高铁列车获取a2的均匀制动加快度减速,减速t2=40s后,列车1 =0.5m/s长再将电磁制动系统翻开,结果列车在距离异样处500m 的地方停下来.(1)求列车长翻开电磁制动系统时,列车的速度多大?(2)求制动风翼和电磁制动系统都翻开时,列车的均匀制动加快度a2是多大?【答案】( 1) 60m/s (2) 1.2m/s 2【分析】【剖析】(1)依据速度时间关系求解列车长翻开电磁制动系统时列车的速度;(2)依据运动公式列式求解翻开电磁制动后翻开电磁制动后列车行驶的距离,依据速度位移关系求解列车的均匀制动加快度.【详解】(1)翻开制动风翼时,列车的加快度为a1=0.5m/s2,设经过t2=40s 时,列车的速度为v1,则 v1 =v0-a1t 2=60m/s.(2)列车长接到通知后,经过 t 1=2.5s,列车行驶的距离 x1=v0t1 =200m 翻开制动风翼到翻开电磁制动系统的过程中,列车行驶的距离x2=2800m翻开电磁制动后,行驶的距离x3= x0- x1 - x2=1500m ;2.如下图,水平平台 ab 长为 20 m,平台 b 端与长度未知的特别资料制成的斜面bc 连接,斜面倾角为 30°.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/s 2, 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,则物块恰巧能从斜面 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μbc=0.277+0.03L b,式中L b为物块在斜面上所处的地点离b 端的距离,在 (2)中的状况下,物块沿斜面滑到什么地点时速度最大?【答案】(1) 5s(2)14.3m(3)看法析【分析】试题剖析:( 1)依据牛顿运动定律求解加快度,依据位移时间关系知时间;(2)依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,须加快度为0,依据受力剖析列方程,联合物块与斜面间的动摩擦因数μbc=0.277+0.03L b 知斜面长度的临界值,进而议论最大速度.解:( 1)受力剖析知物体的加快度为1==1.6m/s 2a =x= a1t 2解得 a 到 b 的时间为 t==5s(2)物体从 a 到 p:=2a1x1物块由 P 到 b:=2a2x22a =μg12x=x +x解得 ap 距离为 x1=14.3m(3)物体沿斜面下滑的速度最大时,须加快度为0,即 a==0μbc=0.277+0.03L b,联立解得L b=10m所以如斜面长度L> 10m ,则 L b=10m 时速度最大;若斜面长度L≤10m,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,则物块恰巧能从斜面 b 端开始下滑,则间 aP 的距离为 14.3m ;(3)斜面长度 L>10m ,则 L b=10m时速度最大;若斜面长度L≤ 10m,则斜面最低点速度最大.【评论】本题考察的是牛顿第二定律及共点力均衡,可是因为波及到动摩擦因数变化,增加了难度;故在剖析时要注意物体沿斜面下滑的速度最大时,须加快度为0 这个条件.3.小球从离地面80m 处自由着落,重力加快度g=10m/s 2。
高考物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.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/s2、a2=6m/s2 .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△t1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△t1+=L代入数据得:△t1=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-a2t=v0-a1(t+△t2)解得:t=2s则v=v0-a2t=3m/s此时,甲车的位移为:乙车的位移为:s2=v0△t2+=24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为:s0=s2-s1=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.2.如图甲所示,质量m=8kg的物体在水平面上向右做直线运动。
过a点时给物体作用一个水平向右的恒力F并开始计时,在4s末撤去水平力F.选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v﹣t图象如图乙所示。
(取重力加速度为10m/s2)求:(1)8s 末物体离a 点的距离 (2)撤去F 后物体的加速度(3)力F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ。
高考物理直线运动题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为5m/s2,所需的起飞速度为50m/s,跑道长100m.通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置.对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有多大的初速度?m s【答案】不能靠自身发动机起飞39/【解析】试题分析:根据速度位移公式求出达到起飞速度的位移,从而判断飞机能否靠自身发动机从舰上起飞.根据速度位移公式求出弹射系统使飞机具有的初速度.解:当飞机达到起飞速度经历的位移x=,可知飞机不能靠自身发动机从舰上起飞.根据得,=.答:飞机不能靠自身发动机从舰上起飞,对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它具有40m/s的初速度.【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式,并能灵活运用,基础题.2.如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=0.5m,圆管的上表面离天花板距离h=2.5m,在圆管的正上方紧靠天花板放一颗小球,让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上大小为5m/s的初速度,g取10m/s.(1)求小球释放后经过多长时间与圆管相遇?(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管?如果不能,小球和圆管落地的时间差多大?如果能,小球穿过圆管的时间多长?【答案】(1)0.5s(2)0.1s【解析】试题分析:小球自由落体,圆管竖直上抛,以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动;先根据位移时间关系公式求解圆管落地的时间;再根据位移时间关系公式求解该时间内小球的位移(假设小球未落地),比较即可;再以小球为参考系,计算小球穿过圆管的时间.(1)以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动,故相遇时间为: 0 2.50.55/h m t sv m s=== (2)圆管做竖直上抛运动,以向上为正,根据位移时间关系公式,有2012x v t gt =- 带入数据,有2055t t =-,解得:t=1s 或 t=0(舍去); 假设小球未落地,在1s 内小球的位移为22111101522x gt m ==⨯⨯=, 而开始时刻小球离地的高度只有3m ,故在圆管落地前小球能穿过圆管; 再以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故小球穿过圆管的时间00.5'0.15/L mt s v m s===3.2018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20h m =时,下落的时间正好为5t s =,则:(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/s 2 1:4 【解析】 【详解】(1)由h =12g 月t 2得:20=12g 月×52 解得:g 月=1.6m /s 2(2)小球下落过程中的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)=1:4.4.如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=1 kg 的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=16 N ,无人机上升过程中最大速度为6m/s .若无人机从地面以最大升力竖直起飞,打到最大速度所用时间为3s ,假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变.(g 取10 m /s )2.求:(1)无人机以最大升力起飞的加速度;(2)无人机在竖直上升过程中所受阻力F f 的大小;(3)无人机从地面起飞竖直上升至离地面h=30m 的高空所需的最短时间. 【答案】(1)22/m s (2)4f N = (3)6.5s 【解析】(1)根据题意可得26/02/3v m s a m s t s∆-===∆ (2)由牛顿第二定律F f mg ma --= 得4f N =(3)竖直向上加速阶段21112x at =,19x m = 匀速阶段12 3.5h x t s v-== 故12 6.5t t t s =+=5.某运动员助跑阶段可看成先匀加速后匀速运动.某运动员先以4.5m/s 2的加速度跑了5s .接着匀速跑了1s .然后起跳.求: (1)运动员起跳的速度? (2)运动员助跑的距离? 【答案】(1)22.5m/s (2)78.75m【解析】(1)由题意知,运动员起跳时的速度就是运动员加速运动的末速度,根据速度时间关系知,运动员加速运动的末速度为:即运动员起跳时的速度为22.5m/s ;(2)根据位移时间关系知,运动员加速运动的距离为:运动员匀速跑的距离为:所以运动员助跑的距离为:综上所述本题答案是:(1)运动员将要起跳时的速度为22.5m/s ; (2)运动员助跑的距离是78.75m .6.如图所示,有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带,恒定速度v=4m/s ,传送带与水平面的夹角θ=37°,现将质量m=1kg 的小物块轻放在其底端(小物块可视作质点),与此同时,给小物块沿传送带方向向上的恒力F=10N ,经过一段时间,小物块上到了离地面高为h=2.4m 的平台上.已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,(g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).问:(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间?(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F ,计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度? 【答案】(1)1.25s (2)2m/s【解析】试题分析: (1)对物块受力分析可知,物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速为零的匀加速运动,直至速度达到传送带的速度,由牛顿第二定律1cos37sin37ma F mg mg μ=+︒-︒(1分),计算得: 218/a m s = 110.5v t s a ==(1分)21112v x m a ==(1分)物块达到与传送带同速后,对物块受力分析发现,物块受的摩擦力的方向改向2cos37sin37ma F mg mg μ=-︒-︒(1分),计算得: 20a =4.0sin37hx m ==︒Q (1分)2120.75x x x t s v v-===(1分)得12 1.25t t t s =+= (1分) (2)若达到同速后撤力F ,对物块受力分析,因为sin37mg ︒> cos37mg μ︒,故减速上行 3sin37cos37ma mg mg μ=︒-︒(1分),得232/a m s =设物块还需t '离开传送带,离开时的速度为t v ,则22322t v v a x -=(1分),2/t v m s=(1分)3tv v t a -'=(1分)1t s '=(1分) 考点:本题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律。
高三物理知识点应用案例分析引言:高三物理在整个物理学习中起到了承前启后的作用,为学生提供了一个更系统、更深入地了解和应用物理知识的机会。
本文将通过实际案例分析来探讨高三物理知识点的应用,帮助读者更好地理解和掌握这些知识。
一、匀速直线运动案例一:小明在一直路上跑步,他每天早上都以相同的速度从家里跑到学校,这是一个匀速直线运动的实例。
通过这个案例,学生可以学习到匀速直线运动的定义和特点,如速度的恒定和方向的连续性等。
二、牛顿第一定律案例二:小华坐在驾驶室的汽车上,当司机突然踩下刹车时,小华的身体会向前倾斜。
这一现象可以通过牛顿第一定律来解释,根据该定律,物体会保持匀速直线运动或静止状态,除非有外力作用于其上。
因此,在汽车急刹车时,座位施加的背压力(外力)会使小华的身体向前倾斜。
三、万有引力案例三:地球围绕太阳的运动是一个典型的万有引力应用案例。
地球和太阳之间的引力使得地球沿着椭圆轨道绕太阳运动。
通过这个案例,学生可以了解到万有引力的定义、公式及其应用的范围。
四、电磁感应案例四:在一个金属线圈附近,当磁场发生变化时,会在金属线圈中产生电流。
这种现象称为电磁感应。
通过这个案例,学生可以理解电磁感应的概念,以及它在发电机、变压器等实际设备中的应用。
五、光的折射案例五:当光线从空气射入水中时,会发生折射现象。
折射现象可以通过斯奈尔定律来解释,即入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
通过这个案例,学生可以了解到光的折射现象及其在实际生活中的应用,如眼镜、放大镜等。
六、波的传播案例六:声音是一种机械波,可在固体、液体和气体中传播。
通过案例分析声音在不同媒质中的传播特点,学生可以进一步了解声音的产生、传播和接收原理,以及它在通讯、电子设备等领域的应用。
七、热传导案例七:将一个金属勺子的一端放入热水中,不久后,整个勺子都会变热。
这是因为热量通过热传导从热水传递到勺子中。
通过这个案例,学生可以了解到热传导的定义、原理及实际中的应用,如热保温材料、导热管等。
高考物理直线运动解题技巧剖析及练习题( 含答案 ) 及分析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.倾角为θ的斜面与足够长的圆滑水平面在D 处光滑连结,斜面上AB 的长度为3L, BC、CD 的长度均为 3.5L, BC 部分粗拙,其他部分圆滑。
如图,4个“—”形小滑块工件紧挨在一同排在斜面上,从下往上挨次标为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 恰幸亏 A 处。
现将 4 个滑块一同由静止开释,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,滑块与粗拙面间的动摩擦因数为tan,重力加快度为g。
求(1)滑块 1 刚进入 BC 时,滑块 1 上的轻杆所遇到的压力大小;(2) 4 个滑块所有滑上水平面后,相邻滑块之间的距离。
【答案】( 1)F 3 mg sin (2)d4L43【分析】【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 个滑块的加快度为 a,由牛顿第二定律: 4mgsin mgcos4ma以滑块 1为研究对象,设刚进入BC段时,轻杆遇到的压力为F,由牛顿第二定律:F mgsin mgcos ma已知tan联立可得: F 3mgsin 4(2)设 4 个滑块完整进入粗拙段时,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 个滑块向下挪动了6L 的距离, 1、 2、 3 滑块在粗拙段向下挪动的距离分别为3L、 2L、L,由动能定理,有:4mgsin6L mgcos(3L2L L)14mv22可得: v 3 gLsin因为动摩擦因数为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 个滑块走开 BC后做匀加快下滑,设抵达 D 处时速度为 v1,由动能定理:mgsin3.5L1 mv 12 1 mv 22 2可得:v 14 gLsin当第 1 个滑块抵达 BC 边沿刚要走开粗拙段时,第 2 个滑块正以 v 的速度匀速向下运动,且运动 L 距离后走开粗拙段,挨次类推,直到第 4 个滑块走开粗拙段。
高考物理 月刊专版 专题1 直线运动 典型例题分析 题型一:运动基本概念的辨析与匀变速直线运动基本规律的应用解决这类问题需要注意:这类习题最大的特点就是解法较多,选择一个较好的方法可以又快又准确地得到回答,关键是对基本概念、基本规律深入的理解与掌握。
虽然这类习题在高考试题中单独出现的可能性较小,但是在综合题中却是非常重要的环节,是完整给出正确答案的基础。
[例1]做匀加速直线运动的物体,依次通过A 、B 、C 三点,位移s AB =s BC ,已知物体在AB 段的平均速度大小为3m/s ,在BC 段的平均速度大小为6m/s ,那么物体在B 点的瞬时速度大小为A .4m/sB .4.5m/sC .5m/sD .5.5m/s[解析]设A 点的速度为v A 、B 点的速度为v B 、C 点的速度为v C ,由平均速度的定义可知:AC 段的平均速度为m/s 42)()(2121213=+=++=v v v v v s v s s s v BC AB BC AB ,由匀变速直线运动的规律可知:21B A v v v +=,22C B v v v +=,23A C v v v +=。
解得:v A =1m/s ,v B =5m/s ,v C =7m/s 。
答案为B 。
题型二:追及与相遇的问题 解决这类问题需要注意:画出示意图来表明两个物体追及过程中的空间关系,特别注意的是两个物体相遇时的临界条件。
[例2]在一条平直的公路上,乙车以10m/s 的速度匀速行驶,甲车在乙车的后面做初速度为15m/s ,加速度大小为0.5m/s 2的匀减速运动,则两车初始距离L 满足什么条件可以使(1)两车不相遇;(2)两车只相遇一次;(3)两车能相遇两次(设两车相遇时互不影响各自的运动)。
[解析]设两车的速度相等经历的时间为t ,则甲车恰能追及乙车,应有L t v at t v -=-乙甲221,其中at v v -=甲乙,解得:L =25m 。
高考物理直线运动技巧(很有用)及练习题及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.如图所示,一根有一定电阻的直导体棒质量为、长为L,其两端放在位于水平面内间距也为L的光滑平行导轨上,并与之接触良好;棒左侧两导轨之间连接一可控电阻;导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面,时刻,给导体棒一个平行与导轨的初速度,此时可控电阻的阻值为,在棒运动过程中,通过可控电阻的变化使棒中的电流强度保持恒定,不计导轨电阻,导体棒一直在磁场中。
(1)求可控电阻R随时间变化的关系式;(2)若已知棒中电流强度为I,求时间内可控电阻上消耗的平均功率P;(3)若在棒的整个运动过程中将题中的可控电阻改为阻值为的定值电阻,则棒将减速运动位移后停下;而由题干条件,棒将运动位移后停下,求的值。
【答案】(1);(2);(3)【解析】试题分析:(1)因棒中的电流强度保持恒定,故棒做匀减速直线运动,设棒的电阻为,电流为I,其初速度为,加速度大小为,经时间后,棒的速度变为,则有:而,时刻棒中电流为:,经时间后棒中电流为:,由以上各式得:。
(2)因可控电阻R随时间均匀减小,故所求功率为:,由以上各式得:。
(3)将可控电阻改为定值电阻,棒将变减速运动,有:,,而,,由以上各式得,而,由以上各式得,所求。
考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化【名师点睛】解决本题的关键知道分析导体棒受力情况,应用闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律求解,注意对于线性变化的物理量求平均的思路,本题中先后用到平均电动势、平均电阻和平均加速度。
2.一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光,出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路,他原计划全程平均速度要达到40 km/h ,若这位旅游爱好者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h ,那么他能否完成全程平均速度为40 km/h 的计划呢?若能完成,要求他在后的路程里开车的速度应达多少? 【答案】80km/h 【解析】本题考查匀变速直线运动的推论,利用平均速度等于位移除以时间,设总路程为s ,后路程上的平均速度为v ,总路程为s前里时用时 后里时用时所以全程的平均速度解得由结果可知,这位旅行者能完成他的计划,他在后2s/3的路程里,速度应达80 km/h3.一个物体从塔顶上自由下落,在到达地面前的最后1s 内通过的位移是整个位移的925,求塔高,取g =10m/s 2. 【答案】125m 【解析】 【分析】 【详解】设物体下落总时间为t ,塔高为h ,根据自由落体公式:212h gt = 最后(t -1)s 下落的高度为:()21112h g t =- 位移间的关系为:11625h h = 联立解得:125h m =4.一质点做匀加速直线运动,初速度v 0=2 m/s ,4 s 内位移为20 m ,求: (1)质点的加速度大小; (2)质点4 s 末的速度大小。
高考物理直线运动解析版汇编含解析一、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v 0=12m/s ,加速度大小a 0=2m/s 2.(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a 1=2m/s 2的匀加速直线运动,能达到的最大速度v m =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 0在地面上做匀减速直线运动;同时,甲的速度瞬间变为v 1=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】(1)已知甲的加速度为22s 2m/a =,最大速度为28m/s v =,甲做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:2228s 4s 2v t a === 22284m 16m 22v x t ==⨯= 之后甲做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移x 2=v m (t 1-t 0)=8×2m =16m 由于x 1+x 2 < x 0,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x 0-(x 1+x 2)=v m t 2 联立得:t 2=0.5s甲追上足球的时间t =t 0+t 2=6.5s (2)足球距底线的距离x 2=45-x 0=9m 设甲运动到底线的时间为t 3,则x 2=v 1t 3 足球在t 3时间内发生的位移2230312x vt a t =- 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.如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A ,其上面再放一个质量为m 的爆竹B ,木块的质量为M .当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h ,而木块所受的平均阻力为f 。
高考物理直线运动解析版汇编及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.如图所示,质量M=8kg的小车放在光滑水平面上,在小车左端加一水平推力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数为0.2,小车足够长.求:(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为多大?(2)经多长时间两者达到相同的速度?共同速度是多大?(3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10m/s2).【答案】(1)2m/s2,0.5m/s2(2)1s,2m/s(3)2.1m【解析】【分析】(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度;(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间,在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度;(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移,再求出小物块与小车一体运动时的位移即可.【详解】(1) 根据牛顿第二定律可得小物块的加速度:m/s2小车的加速度:m/s2(2)令两则的速度相等所用时间为t,则有:解得达到共同速度的时间:t=1s共同速度为:m/s(3) 在开始1s内小物块的位移m此时其速度:m/s在接下来的0.5s小物块与小车相对静止,一起做加速运动且加速度:m/s2这0.5s内的位移:m则小物块通过的总位移:m【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用,解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况,然后运用运动学公式求解.同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解.2.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 l=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,结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,则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;3.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。
高考物理直线运动解析版汇编含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.如图所示,一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上,光滑圆弧MN 的半径为R =3.2m ,水平部分NP 长L =3.5m ,物体B 静止在足够长的平板小车C 上,B 与小车的接触面光滑,小车的左端紧贴平台的右端.从M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车,物体A 滑上小车后若与物体B 相碰必粘在一起,它们间无竖直作用力.A 与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg ,取g =10m/s 2.求(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小?(2)物体A 在NP 上运动的时间?(3)物体A 最终离小车左端的距离为多少?【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ;(2)物体A 在NP 上运动的时间为0.5s(3)物体A 最终离小车左端的距离为3316m 【解析】试题分析:(1)物体A 由M 到N 过程中,由动能定理得:m A gR=m A v N 2在N 点,由牛顿定律得 F N -m A g=m A联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得,物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为:F N ′=3m A g=30N (2)物体A 在平台上运动过程中μm A g=m A aL=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意,舍去)(3)物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中,小车、物体A 组成系统动量守恒,而物体B 保持静止(m A + m C )v 2= m A v 1小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1,则 2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得:L 1=94m物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ,A ,B 相互作用的过程中动量守恒: (m A + m B )v 3= m A v 2此后A ,B 组成的系统与小车发生相互作用,动量守恒,且达到共同速度v 4(m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4此过程中A 相对小车的位移大小为L 2,则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得:L 2=316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律.2.汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过.在夜间,有一货车因故障停车,后面有一小轿车以30m/s 的速度向前驶来,由于夜间视线不好,驾驶员只能看清前方50m 的物体,并且他的反应时间为0.5s ,制动后最大加速度为6m/s 2.求:(1)小轿车从刹车到停止所用小轿车驾驶的最短时间;(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞.【答案】(1)5s (2)40m【解析】【分析】【详解】(1)从刹车到停止时间为t 2,则t 2=00v a-=5 s① (2)反应时间内做匀速运动,则x 1=v 0t 1②x 1=15 m③从刹车到停止的位移为x 2,则x 2=2002v a-④ x 2=75 m⑤小轿车从发现物体到停止的全部距离为x=x 1+x 2=90m ⑥△x=x ﹣50m=40m ⑦3.伽利略在研究自出落体运动时,猜想自由落体的速度是均匀变化的,他考虑了速度的两种变化:一种是速度随时间均匀变化,另一种是速度随位移均匀变化。
直线运动11种典型案例分析直线运动是高中物理的重要章节,是整个物理学的基础内容之一。
本章涉及位移、速度、加速度等多个物理量,基本公式也较多,同时还有描述运动规律的s-t 图象、v -t 图象等知识。
案例1:位移和路程的区别和联系位移是表示质点位置变化的物理量,它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。
位移可以用一根带箭头的线段表示,箭头的指向代表位移的方向,线段的长短代表位移的大小。
而路程是质点运动路线的长度,是标量。
只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时,位移的大小才与运动路程相等。
例1、一个电子在匀强磁场中沿半径为R 的圆周运动。
转了3圈回到原位置,运动过程中位移的最大值和路程的最大值分别是:A .2R ,2R ;B .2R ,6πR ;C .2πR ,2R ;D .0,6πR 。
答案:B案例2. 瞬时速度和平均速度的区别和联系瞬时速度是运动物体在某一时刻或某一位置的速度,而平均速度是指运动物体在某一段时间t ∆或某段位移x ∆的平均速度,它们都是矢量。
当0→∆t 时,平均速度的极限,就是该时刻的瞬时速度。
例2、甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标,甲车在前一半时间内以速度v 1做匀速直线运动,后一半时间内以速度v 2做匀速直线运动;乙车在前一半路程中以速度v 1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v 2做匀速直线运动,则( )。
A .甲先到达;B.乙先到达; C.甲、乙同时到达; D.不能确定。
答案:B案例3. 速度、速度的变化和加速度的区别和联系。
加速度是描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值,加速度a 的定义式是矢量式。
加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。
只要速度在变化,无论速度多小,都有加速度;只要速度不变化,无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体的加速度就大。
加速度的与速度的变化Δv 也无直接关系。
物体有了加速度,经过一段时间速度有一定的变化,因此速度的变化Δv 是一个过程量,加速度大,速度的变化Δv 不一定大;反过来,Δv 大,加速度也不一定大。
例3、关于加速度,以下说法中正确的是( ) A. 运动物体的速度特别大,其加速度也一定大 B. 运动物体的速度非常小,其加速度也一定小 C. 物体的速度很大,但加速度可能为零 D. 物体的速度为零,但加速度可能很大 答案:C、D案例4.匀变速直线运动公式的矢量性对匀变速直线运动的四个公式,要特别注意公式的矢量性.通常规定初速度方向为正方向,凡与初速度方向反向的矢量,一定要注意数值前面加“-”号.例4.一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s 后速度的大小变为10m/s.在这1s 内该物体的( ).(A)位移的大小可能小于4m (B)位移的大小可能大于10m(C)加速度的大小可能小于4m/s 2 (D)加速度的大小可能大于10m/s 2. 答案为A 、D 。
案例5. 匀变速直线运动中各个公式的区别和联系加速度a 不变的变速直线运动是匀变速直线运动,是中学阶段主要研究的一种运动。
但匀变速直线运动的公式较多,不少同学感觉到不易记住。
其实只要弄清各个公式的区别和联系,记忆是不困难的。
四个公式:v t =v 0+at (无s) 2012s v t at =+(无v t ) 2202t v v as =+ (无t) 02t v v s t += (无a)一个特征:2aT S =∆,物理意义是做匀变速直线运动的物体在相邻相等时间间隔内位移差相等二个中点公式:⑴时间中点02t v v v -+=,⑵位移中点v =中点三个等时比例式:对于初速度为零的匀加速直线运动⑴s 1: s 2: s 3……=1:4:9……,⑵ s Ⅰ: s Ⅱ: s Ⅲ……=1:3:5……,⑶v 1:v 2:v 3……=1:2:3……;两个等比例式:对于初速度为零的匀加速直线运动有,⑴等位移之内的时间之比: ::::::321321=t t t⑵等时间之内的位移之比:)23(:)12(:1::321--=∆∆∆ t t t例5、.一汽车在平直的公路上以020/v m s =做匀速直线运动,刹车后,汽车以大小为2/4s m a =的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后经8s 汽车通过的位移有多大?答案:50m练习、物体沿一直线运动,在t 时间内通过的路程为 s ,它在中间位置12s 处的速度为v 1,在中间时刻t 21时的速度为v 2,则v 1和v 2的关系为( ) A .当物体作匀加速直线运动时,v 1>v 2; B.当物体作匀减速直线运动时,v 1>v 2; C .当物体作匀速直线运动时,v 1=v 2; D.当物体作匀减速直线运动时,v 1<v 2。
答案:A 、B 、C 。
例7、一个质量为m 的物块由静止开始沿斜面下滑,拍摄此下滑过程得到的同步闪光(即第一次闪光时物块恰好开始下滑)照片如图1所示.已知闪光频率为每秒10次,根据照片测得物块相邻两位置之间的距离分别为AB =2.40cm ,BC =7.30cm ,CD =12.20cm ,DE =17.10cm .由此可知,物块经过D 点时的速度大小为________m/s ;滑块运动的加速度为________.(保留3位有效数字)答案:1.46m/s 2.40m/s 2案例6. 位移图象和速度图象的区别和联系运动图象包括速度图象和位移图象,要能通过坐标轴及图象的形状识别各种图象,知道它们分别代表何种运动,如图2中的A 、B 分别为v -t 图象和s-t 图象。
其中:○1是匀速直线运动,○2是初速度为零的匀加速直线运动,○3是初速不为零的匀加速直线运动,○4是匀减速直线运动。
同学们要理解图象所代表的物理意义,注意速度图象和位移图象斜率的物理意义不同, s -t 图象的斜率为速度,而v -t 图象的斜率为加速度。
例7、龟兔赛跑的故事流传至今,按照龟兔赛跑的故事情节,兔子和乌龟的位移图象如图3所示,下列关于兔子和乌龟的运动正确的是A .兔子和乌龟是同时从同一地点出发的B .乌龟一直做匀加速运动,兔子先加速后匀速再加速C .骄傲的兔子在T 4时刻发现落后奋力追赶,但由于速度比乌龟的速度小,还是让乌龟先到达预定位移 s 3D .在0~T 5时间内,乌龟的平均速度比兔子的平均速度大答案:D例8、两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为v 0,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行的距离为s,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为: (A)s (B)2s (C)3s (D)4s答案:B练习1、一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB ,右侧面是曲面AC,如图5所示。
已知AB 和AC 的长度相同。
两个小球p 、q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间:A.p 小球先到B.q 小球先到C.两小球同时到D.无法确定t v v 0O S S S 图4答案:B练习2、两支完全相同的光滑直角弯管(如图7所示)现有两只相同小球a 和a / 同时从管口由静止滑下,问谁先从下端的出口掉出?(假设通过拐角处时无机械能损失)答案:a案例7. 自由落体运动的特点自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动。
例9、 一个物体从塔顶上下落,在到达地面前最后1s 内通过的位移是整个位移的9/25,求塔高。
(g 取10m/s 2)练习、如图9所示,悬挂的直杆AB 长为L 1,在其下L 2处,有一长为L 3的无底圆筒CD ,若将悬线剪断,则直杆穿过圆筒所用的时间为多少? 答案:gL g L L L t t t 2321122)(2-++=-=∆案例8. 竖直上抛运动的特点竖直上抛运动是匀变速直线运动,其上升阶段为匀减速运动,下落阶段为自由落体运动。
它有如下特点:1.上升和下降(至落回原处)的两个过程互为逆运动,具有对称性。
有下列结论: (1)速度对称:上升和下降过程中质点经过同一位置的速度大小相等、方向相反。
(2)时间对称:上升和下降经历的时间相等。
2.竖直上抛运动的特征量:(1)上升最大高度: s m =gV 220.(2)上升最大高度和从最大高度点下落到抛出点两过程所经历的时间:gV t t 0==下上. 例13、气球以10m/s 的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个物体,经17s 到达地面。
求物体刚脱离气球时气球的高度。
(g=10m/s 2)答案:1275mD图9V 1V 2图7例10、一跳水运动员从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中心,跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)。
从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是 s 。
(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点。
g 取10 m /s 2,结果保留二位数字)答案:t=1.7s.案例9. 追及和相遇问题的研究 1、追及和相遇案例的特点追及和相遇案例是一类常见的运动学案例,从时间和空间的角度来讲,相遇是指同一时刻到达同一位置。
可见,相遇的物体必然存在以下两个关系:一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系。
若同地出发,相遇时位移相等为空间条件。
二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系。
若物体同时出发,运动时间相等;若甲比乙早出发Δt ,则运动时间关系为t 甲=t 乙+Δt 。
要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系。
2、追及和相遇案例的求解方法首先分析各个物体的运动特点,形成清晰的运动图景;再根据相遇位置建立物体间的位移关系方程;最后根据各物体的运动特点找出运动时间的关系。
方法1:利用不等式求解。
利用不等式求解,思路有二:其一是先求出在任意时刻t ,两物体间的距离y=f(t),若对任何t ,均存在y=f(t)>0,则这两个物体永远不能相遇;若存在某个时刻t ,使得y=f(t)0≤,则这两个物体可能相遇。
其二是设在t 时刻两物体相遇,然后根据几何关系列出关于t 的方程f(t)=0,若方程f(t)=0无正实数解,则说明这两物体不可能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解,则说明这两个物体可能相遇。
方法2:利用图象法求解。
利用图象法求解,其思路是用位移图象求解,分别作出两个物体的位移图象,如果两个物体的位移图象相交,则说明两物体相遇。
例11、火车以速率v 1向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上距车为 s 处有另一辆火车,它正沿相同的方向以较小的速率v 2作匀速运动,于是司机立即使车作匀减速运动,加速度大小为a,要使两车不致相撞,求出a 应满足关式。