【物理】2020二轮复习直线运动规律的应用非选择题特训练习（解析版）

【物理】2020二轮复习直线运动规律的应用非选择题特训练习（解析版）

‎2020届高考物理二轮复习非选择题特训练习（3）‎ 直线运动规律的应用 ‎1、在一段平直道路的路口,一辆货车和一辆电动自行车都停在停止线处.绿灯亮起后两车同时启动,已知货车启动后能保持2.5m/s2的加速度,一直达到该路段限制的最大速度25m/s后保持匀速直线运动;电动自行车启动后保持4m/s2的加速度,一直达到该车的最大速度20m/s后保持匀速直线运动,则电动自行车在多长时间内领先货车?‎ ‎2、如图所示,在长直公路上有三个点,,B处为一个受信号灯管控的节点,信号灯每在红灯和绿灯之间转换一次,亮红灯时车辆不准通过,亮绿灯时车辆准许以不超过的速度通过,全路段的行驶速度均不得超过.现有一辆特种汽车,这种汽车在水平道路上行驶时,只有匀速、匀加速、匀减速三个模式可供转换,且在匀加速和匀减速过程中的加速度大小均被设定为,匀速行驶的速度大小可在0至之间选择.当时,绿灯正好亮起,此时汽车停在A处,欲驶往C处,要求汽车尽早安全到达且停在C处.本题中汽车可视为质点.求:‎ ‎(1)汽车应该在什么时刻通过B节点?通过B节点时的速度大小应该是多少?‎ ‎(2)汽车最早在什么时刻到达且停在C处.‎ ‎3、—辆车厢长为4m的小卡车沿水平路面行驶,在车厢正中央沿行驶方向放置一根长2m、质量均匀的细钢管,钢管与车厢水平底板间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g取10m/s2.‎ ‎1.若卡车以18m/s的速度匀速行驶,为了使车厢前挡板不被撞击,求刹车时加速度的最大值;‎ ‎2.若车厢无后挡板,卡车从静止开始匀加速运动,加速度大小为4m/s2,则经过多长时间钢管开始翻落?‎ ‎4、某天，强强同学在上学途中沿平直人行道以速度向到校的6路公交站台走去，发现6路公交车正以速度从身旁的平直公路同向匀速驶过，此时他们距站台s＝50 m．为了乘上该公交车去学校，他立即尽全力加速向前跑去，其最大加速度为 ‎，能达到的最大速度.假设公交车在行驶到距站台处开始刹车，刚好到站台停下(如下图所示)．强强上车后公交车再启动向前开去．(不计车长)求：‎ ‎ (1)若公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度的大小；‎ ‎(2)公交车刚停下时，强强距站台至少还有多远．‎ ‎5、汽车以v0=20m/s的速度在水平道路上运动,从t=0时刻开始,汽车加速度随供油油门大小变化,使牵引力随之不断改变,由加速度传感器和计算机测绘得到汽车的加速度随时间变化的规律如图甲所示,其中20~30s内汽车关闭了发动机.已知汽车的质量为2×103kg,运动过程中汽车所受阻力恒定.取g=10m/s2.‎ ‎1.请你借鉴在研究匀变速直线运动时教科书中利用v-t图像求位移的方法,对比加速度的定义,根据图甲所示a-t图像,求汽车在40s末的速度大小;‎ ‎2.通过计算在图乙中画出发动机牵引力F随时间t变化的F-t图像.‎ ‎6、如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300 m到达电影院，继续行驶了 150 m到达度假村，又向西行驶了950 m到达博物馆，最后回到超市，全程用时70 s。以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100 m。‎ ‎1.在直线坐标系上表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置；‎ ‎2.求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程；‎ ‎3.求全程的平均速率和平均速度。（计算结果保留两位有效数字）‎ ‎7、端午节赛龙舟是中国民间传统水上体育娱乐项目,比赛时多人集体在鼓手的指挥下统一划桨竞赛。2017年瑞午节,某龙舟队以1分28.75秒的成绩。获得东莞龙舟锦标赛传统男子500米直道竞速项目的冠军。该次比赛可看成龙舟首先做初速度为零的匀加速直线运动,达到v =6m/s后做匀速直线运动完成比赛。(结果均保留3位有效数字)‎ ‎1.求龙舟匀加速阶段的加速度大小a;‎ ‎2.某次训练中,龙舟以加速度a加速达到v,由于鼓手失误,使龙舟从100m开始,在10s内速度均匀减小到v1 = 4m/s,经调整操作,10s末龙舟重新开始以加速度a加速,加速到v后匀速完成训练。求龙舟由于鼓手失误而耽误的时间。‎ ‎8、沿x轴正方向运动的A质点和B 质点,其位置—时间图像(如图所示)分别为图中直线a和曲线b,已知B质点的质量为m =2 kg,所受合外力恒定且大小为4N,t=3s时直线a和曲线b刚好相切,求:‎ ‎(1)质点B在t=0时的速度大小和方向; (2)t=0时,质点B的位置。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：设货车加速的时间为t1,加速过程中的位移为x1,‎ 则,‎ 设货车开始做匀速直线运动到追上电动车的时间为t2,位移为x2, 则x2=v1t2,设电动自行车加速的时间为t3,加速过程中的位移为x3,‎ 则,‎ 电动自行车开始做匀速直线运动到被货车追上的时间为t4,位移为x4,则x4=v2t4,‎ 两车运动的总位移相等,所用的总时间相等,有x1+x2=x3+x4,t1+t2=t3+t4,‎ 联立解得t=t1+t2=15s.‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：(1)20s;10m/s (2)36s 解析：(1)先考虑从A到B的最短时间,若从A到B汽车一直加速,有,超出了B处的限制,且到达B处时是红灯,不合题意.‎ 若汽车先加速至v,再减速至,有,解得,既未超过,也未超过,‎ 所需时间为,此时B处还是红灯.‎ 所以通过B节点的最早时刻应该是,‎ 可通过提前减速至10m/s后匀速运动至B节点,则B节点时的速度大小.‎ ‎(2)以第1问为基础,从B点出发,,当汽车先加速,然后做减速运动直至停止,这种方式最省时间,需要判断是否超速.当时汽车以安全通过B 节点后,设先加速到,再减速至零刚好安全停在C处,有,解得,既未超过,也未超过.‎ 所需时间为.‎ 此时 故汽车最早在时刻到达且停在C处.‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：1.若车厢前挡板恰好不被撞击,则卡车在刹车过程中的位移,‎ 对钢管有μmg=ma1,解得钢管的加速度大小a1=μg=3m/s2,‎ 钢管的位移,‎ 又由运动位移关系得,‎ 联立以上各式解得. 2.从小卡车开始加速到钢管开始翻落的过程中,小卡车的位移,‎ 钢管的位移,‎ 又由运动学公式得,‎ 联立以上各式解得t=2s.‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：1.由得公交车加速度大小为 2.从强强与公交车相遇处到公交车开始刹车处所用时间,‎ 刹车过程所用时间,‎ 从强强与公交车相遇到公交车停下所用时间,‎ 强强以最大加速度加速达到最大速度所用时间 通过的位移,‎ 匀速运动的时间,‎ 匀速运动的位移,。‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：1.由加速度的定义式,可得,‎ 因此在匀变速直线运动中,速度的变化量的大小等于a - t图线与横坐标轴所围成的"面积"的大小,由图甲可得,0~40s内速度的变化量,‎ ‎40s末汽车的速度,‎ 代入数据解得v=15m/s; 2.‎ 汽车在20 ~30s内关闭了发动机,牵引力为零,汽车加速度a1=-1.5m/s2,‎ 由牛顿第二定律得汽车所受阻力Ff=ma1,‎ 汽车未关闭发动机时有F+Ff=ma,‎ 解得当t=0时,牵引力F0=8×103N,‎ 当 t =40s时,牵引力F=6×103N,‎ F-t图像如图所示.‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：1.如图所示 ‎2. -800 m； 1100m 3.20 m/s；7. 1 m/s,方向向西 解析：1.以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，则电影院的坐标为300 m,度假村的坐标为450 m,博物馆的坐标为,位置如图所示 ‎2.轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中的位移,路程 ‎3.全程的总路程，平均速率，全程的总位移，平均速度，负号说明平均速度的方向向西。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：1.根据题意,龙舟全过程的位移x = 500 m,运动时间t = 88.75 s。设匀加速运动的时间为t1,则匀速运动的时间为t -t1,‎ 则有: ‎ v=at1‎ 联立解得:a = 0.554m/s2 2.前100 m龙舟运动情况和比赛过程中一样,100m后t2=10 s内的位移 ‎ ‎ 龙舟速度由再次加速到v的过程中,所用的时间通过的位移 若鼓手不失误,则龙舟匀速通过这两段位移,设需要的时间为t4,‎ 则x1+x2=vt4由鼓手失误而耽误的时间Δt=t2+t3-t4‎ 联立解得:Δt=2.27s。‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：(1)8m/s,方向沿轴正方向;(2)t=0时质点B在x轴负方向上距离O点7m的位置。‎ 解析：(1)对B质点分析,有F=ma=-4N,可得质点B的加速度a=-2m/s2,由题图可知,当t=3s时vB=vA=2m/s,设质点B在t=0时的速度为vBO,则有vBO+at=vB,解得vBO=8m/s,方向沿x轴正方向;‎ ‎(2)0~3s内,质点A的位移xA=vAΔt=6m,质点B的位移,则t=0时两质点的距离大小:x0=-xBO+xAO=9m,故-xBO=-7m,则t=0时质点B在x轴负方向上距离点7m的位置。‎ ‎ ‎