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时间:2020-12-20
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1、高考物理试卷物理直线运动题分类汇编及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10m,C是半径=20m圆弧的最低点,质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速R度a=4.5m/s2,到达B点时速度vB=30m/s.取重力加速度g=10m/s2.(1)求长直助滑道AB的长度;L(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小;(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受
2、力图,并求其所受支持力FN的大小.【答案】(1)100m(2)1800Ns(3)3900N【解析】(1)已知AB段的初末速度,则利用运动学公式可以求解斜面的长度,即v2v022aL可解得:Lv2v02100m2a(2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以ImvB01800Ns(3)小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得:NmgmvC2R从B运动到C由动能定理可知:mgh1mv21mv2CB22解得;N3900N故本题答案是:(1)L100m(2)I1800Ns(3)N3900N点睛:本题考查了动能定理和圆周运
3、动,会利用动能定理求解最低点的速度,并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小.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。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,重力加速
4、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,4个滑
5、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个滑块离开粗糙
6、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d4L33.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)t0=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v0=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:(1)减速过程汽车加速度的大小及所
7、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的比值.【答案】(1)8m/s2,2.5s;(2)0.3s;(3)F041mg5【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v020m/s,末速度vt0,位移f(x)2x211由运动学公式得:v022as①tv02.5s②a由①②式代入数据得a8m/s2③t2.5s④(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Lv0ts⑤ttt0⑥联立⑤⑥式代入数据得t0.
8、3s⑦(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Fma⑧由平行四边形定则得F2F2(mg)2⑨0联立③⑧⑨式,代入数据得F041mg5⑩4.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
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