高中物理直线运动模拟试题及解析.docx

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1、高中物理直线运动模拟试题及解析一、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，

2、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）F3mgsin（2）d4L43【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：Fmgsinmgcosma已知tan联立可得：F3mgsin4（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

3、，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：v3gLsin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：mgsin3.5L1mv121mv222可得：v14gLsin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

4、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d4L32．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，一段时间后撤去F，其运动的图象如图所示取m/s2，求：（1）物体与水平面间的动摩擦因数；（2）水平推力F的大小；（3）s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4～6s内加速度：物体在4～6s内受力如图所示根据牛顿第二定律有：

5、联立解得：μ=0.2（2）由v-t图像可知：物体在0～4s内加速度：又由题意可知：物体在0～4s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0～14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有：【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．3．如图甲所示为2022年北京冬奥会跳台滑雪场馆“雪如意”的效果图．如图乙所示为由助滑区

6、、空中飞行区、着陆缓冲区等组成的依山势而建的赛道示意图．运动员保持蹲踞姿势从A点由静止出发沿直线向下加速运动，经过距离A点s=20m处的P点时，运动员的速度为v1=50.4km/h．运动员滑到B点时快速后蹬，以v2=90km/h的速度飞出，经过一段时间的空中飞行，以v3=126km/h的速度在C点着地.已知BC两点间的高度差h=80m，运动员的质量m=60kg，重力加速度g取9.8m/s2，计算结果均保留两位有效数字.求(1)A到P过程中运动员的平均加速度大小；(2)以B点为零势能参考点，求到C点时运动员的机械能；(3)从B点起

7、跳后到C点落地前的飞行过程中，运动员克服阻力做的功【答案】(1)a4.9m/s(2)E1.0104J(3)W2.9104J【解析】【详解】(1)v150.4km/h14m/s由v122as2v(2)v290km/h25m/s,v3126km/h35m/s由能量关系：Emgh1mv322E10290J1.0104J（按g取10m/s2算，E11250J1.1104J）(3)由动能定理：mghW1mv321mv2222解得：W29040J2.9104J（按g取10m/s2算，W30000J3.0104J4．某汽车在高速公路上行驶的速

8、度为108km/h，司机发现前方有障碍物时，立即采取紧急刹车，其制动过程中的加速度大小为5m/s2，假设司机的反应时间为0.50s，汽车制动过程中做匀变速直线运动。求：(1)汽车制动8s后的速度是多少(2)汽车至少要前行多远才能停下来?【答案】（1）0（2）10