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1、高考物理直线运动技巧小结及练习题一、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,重力加速度为g。求(1)滑块1刚进入BC时,滑块1上的
2、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:4mgs
3、in6Lmgcos(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.高速公路上行驶的车辆速
4、度很大,雾天易出现车辆连续相撞的事故。某天清晨,一辆正以20m/s速度行驶的汽车司机突然发现前方发生交通事故,便立即刹车,若该司机反应时间为0.6s,在反应时间内车速不变,若该汽车刹车后的加速度大小为5m/s2,从司机发现情况到汽车静止这个过程中,求:(1)该汽车运动的时间;(2)该汽车前进的距离。【答案】(1)(2)【解析】【详解】(1)由速度公式即解得:所以汽车运动的时间为:;(2)汽车匀速运动的位移为:汽车匀减速的位移为:所以汽车前进的距离为:。3.某人驾驶一辆小型客车以v0=10m/s的速度在平直道路上行驶,发现前方s=15m处有减速带,为了让客车平稳通过减速带,他立刻刹车匀减
5、速前进,到达减速带时速度v=5.03m/s.已知客车的总质量m=2.0×10kg.求:(1)客车到达减速带时的动能Ek;(2)客车从开始刹车直至到达减速带过程所用的时间t;(3)客车减速过程中受到的阻力大小f.【答案】(1)Ek43=2.5×10J(2)t=2s(3)f5.0×10N=【解析】【详解】(1)客车到达减速带时的功能1mv2,解得E4Ek=k=2.5×10J2(2)客车减速运动的位移sv0vt,解得t=2s2(3)设客车减速运动的加速度大小为a,则v=v0-at,f=ma×3解得f=5.010N4.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
6、=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
7、球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s做匀速直线运动,h2.5m0.5s故相遇时间为:t5m/sv0(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xv0t1gt22带入数据,有05t5t2,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x11gt2110125m,22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
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