1、高中物理直线运动试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试直线运动1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，求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间【答案】； 【解析】运动员做自由落体运动的位移为 打开降落伞时的速度为：匀减速下降过程有：将v2=5 m/s、H=224 m代入上式，求得：a=12.5m/s2减速运动的时间为：2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
2、为在地面上做匀减速直线运动，其初速度v012m/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a12m/s2的匀加速直线运动，能达到的最大速度vm8m/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)v7.5m/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
3、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，最大速度为，甲做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为：之后甲做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移x2vm(t1t0)82m16m由于x1x2 x0，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(x1x2)vmt2 联立得:t20.5s甲追上足球的时间tt0t26.5s(2)足球距底线的距离x245x09m 设甲运动到底线的时间为t3，则x2v1t3 足球在t3时间内发生的位移联立解得：v7.5m/s【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的
4、位移关系，结合运动学公式灵活求解.3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/s2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t2，则t2=5 s（2）反应时间内做匀速运动，则x1=v0t1x1=15 m从刹车到停止的位移为x2，则
5、x2=x2=75 m小轿车从发现物体到停止的全部距离为x=x1+x2=90m x=x50m=40m 4如图，AB是固定在竖直平面内半径R=1.25m的1/4光滑圆弧轨道，OA为其水平半径，圆弧轨道的最低处B无缝对接足够长的水平轨道，将可视为质点的小球从轨道内表面最高点A由静止释放已知小球进入水平轨道后所受阻力为其重力的0.2倍，g取10m/s2求：（1）小球经过B点时的速率；（2）小球刚要到B点时加速度的大小和方向；（3）小球过B点后到停止的时间和位移大小【答案】 （1）5 m/s（2）20m/s2加速度方向沿B点半径指向圆心（3）25s 6.25m【解析】（1）小球从A点释放滑至B点，只有重
6、力做功，机械能守恒：mgR=mvB2解得vB=5m/s（2）小环刚要到B点时，处于圆周运动过程中， 加速度方向沿B点半径指向圆心 （3）小环过B点后继续滑动到停止，可看做匀减速直线运动：0.2mg=ma2，解得a2=2m/s2 5在平直公路上，一汽车的速度为15m/s。从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以大小为2m/s2的加速度匀减速运动，求：（1）刹车后5s内车行驶的距离？（2）刹车后10s内车行驶的距离？【答案】（1）50m (2) 56.25m【解析】设车实际运动时间为，以汽车初速度方向为正方向。由，得运动时间；（1）因为,所以汽车末未停止运动，则由故；(2) 因为，,所以汽车末早已停
7、止运动故。点睛：对于匀减速直线运动，已知时间，求解速度和位移时，不能死代公式，要先判断汽车的状态后计算位移的大小。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.( , ，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-（
8、F-mg）cos37=ma1a1=2m/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-Fcos37-N=ma2N+mgcos37=Fsin37解得：a2=-24m/s2经过时间t2到达最高点，t2=0.25s此处距B点的位移为：s=t2=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=a3t32解得： 所以t=t2+t3=0.54s7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
9、工收费通道的流程如图所示假设汽车以v0=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v0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）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：，解得加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：
10、（2）汽车过ETC通道的减速过程有：得总时间为：汽车过人工收费通道有：，x2=225m所以二者的位移差为：=x2x1=225m210m=15m（1分）则有：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8我国ETC（不停车电子收费系统）已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间，假设一辆家庭轿车以20m/s的速度匀速行驶，接近人工收费站时，轿车开始减速，至收费站窗口恰好停止，再用10s
11、时间完成交费，然后再加速至20m/s继续行驶若进入ETC通道轿车从某位置开始减速至10m/s后，再以此速度匀速行驶20m即可完成交费，然后再加速至20m/s继续行驶两种情况下，轿车加速和减速时的加速度大小均为2.5m/s2求：（l）轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至20m/s的过程中通过的路程和所用的时间；（2）两种情况相比较，轿车通过ETC交费通道所节省的时间【答案】（1）160m，26s；（2）15s； 【解析】（1）轿车匀减速至停止过程，；车匀加速和匀减速通过的路程相等，故通过人工收费通道路程；所用时间为；（2）通过ETC通道时，速度由20m/s减至10m/s所需时间t2，通过的路
12、程x2解得：解得：车以10m/s匀速行驶20m所用时间t3=2s，加速到20m/s所用的时间为t4=t2=4s，路程也为x4=60m；车以20m/s匀速行驶的路程x5和所需时间t5：；故通过ETC的节省的时间为：；点睛：解决本题的关键理清汽车在两种通道下的运动规律，搞清两种情况下的时间关系及位移关系，结合匀变速直线运动的位移公式和时间公式进行求解9“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后，全力跑向正前方10米处的折返线，测试员同时开始计时受试者到达折返线处时，用手触摸折返线处的物体（如木箱），再转身跑向起点终点
13、线，当胸部到达起点终点线的垂直面时，测试员停表，所用时间即为“10米折返跑”的成绩，设受试者起跑的加速度为，运动过程中的最大速度为4 m/s，快到达折返线处时需减速到零，加速度的大小为受试者在加速和减速阶段运动均可视为匀变速直线运动问该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒？【答案】6.25s【解析】【分析】【详解】对受试者，由起点终点线向折返线运动的过程中加速阶段有减速阶段有匀速阶段有由折返线向起点终点线运动的过程中加速阶段有匀速阶段有故受试者10米折返跑的成绩为10图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门
14、分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，不计门及门框的厚度。(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；(2)若人以的速度沿图中虚线S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速
15、度不能超过多少？【答案】(1) (2)l=d (3) 【解析】试题分析：（1）作出每扇门开启过程中的速度图象，根据图象求出加速度；（2）人只要在门打开的时间内到达门框处即可安全通过，由此求出设定的传感器水平感应距离；（3）为满足宽为的物体通过门，根据题意分析门所做的运动，根据运动公式求解。（1）依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：设门全部开启所用的时间为，由图可得由速度时间关系得：联立解得：（2）要使单扇门打开，需要的时间为人只要在t时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为联立解得：（3）依题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a运动的距离，速度达到，所用时间为，而后又做匀减速运动，设减速时间为，门又动了的距离由匀变速运动公式，得：解得：和（不合题意舍去）要使每扇门打开所用的时间为故物体移动的速度不能超过【点睛】抓住本题的关键，就是会根据题意作出每扇门的速度时间图象，并且知道速度时间图象的考点，即斜率表示加速度，与时间轴围成的面积表示位移，最后根据题目意思分析门框的运动状态，得出门框的运动性质，由此进行列式求解。
