2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專(zhuān)題01 質(zhì)點(diǎn)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（含解析）.docx

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專(zhuān)題01 質(zhì)點(diǎn)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)第一部分名師綜述本專(zhuān)題中的難題分為二，一為對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像的考查，對(duì)圖像的考查范圍很廣，涉及的內(nèi)容頁(yè)比較多，幾乎涉及了直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的所有知識(shí)以及應(yīng)用，特別是利用圖像處理追擊相遇問(wèn)題時(shí)高考考查的重難點(diǎn)，在解題過(guò)程中，要注意分析圖像的軸、點(diǎn)、線(xiàn)、面積、斜率等方面，考查方式多為選擇題。二是對(duì)多過(guò)程直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的考查，綜合了勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)公式、追擊相遇問(wèn)題，考查方式多為計(jì)算題，在做題過(guò)程中需要（1）要養(yǎng)成畫(huà)物體運(yùn)動(dòng)示意圖，或者x-t圖象與v-t圖象的習(xí)慣，特別是比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出示意圖或者運(yùn)動(dòng)圖像可使運(yùn)動(dòng)過(guò)程直觀(guān)化，物理過(guò)程清晰，便于研究，（2）要注意分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，搞清楚整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可以分為哪幾個(gè)階段，各個(gè)階段遵循什么規(guī)律，各個(gè)階段又存在哪些聯(lián)系。第二部分精選試題一、單選題1如圖所示，在豎直平面內(nèi)用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛一個(gè)小球，將小球拉至A點(diǎn)，使細(xì)線(xiàn)處于拉直狀態(tài)，由靜止開(kāi)始釋放小球，不計(jì)摩擦，小球可在A(yíng)、B兩點(diǎn)間來(lái)回?cái)[動(dòng)當(dāng)小球擺到B點(diǎn)時(shí)，細(xì)線(xiàn)恰好斷開(kāi)，則小球?qū)ⅲǎ〢在B點(diǎn)保持靜止 B沿BE方向運(yùn)動(dòng)C沿BC方向運(yùn)動(dòng) D沿BD方向運(yùn)動(dòng)【答案】 B【解析】由于小球被靜止釋放，不計(jì)摩擦，它可在A(yíng)、B兩點(diǎn)間來(lái)回?cái)[動(dòng)。當(dāng)小球擺到B點(diǎn)時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)若細(xì)線(xiàn)恰好斷開(kāi)，則小球只受重力作用而豎直下落。所以，將沿BE方向運(yùn)動(dòng)。故選B。【點(diǎn)睛】此題考查了學(xué)生力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，力可以改變物體的形狀或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在此題中，小球由于重力作用將由靜止下落。解決此題的關(guān)鍵是判斷出在B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2如圖所示為a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象（vt圖象），若三質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從同一位置出發(fā)則關(guān)于三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是At1時(shí)刻a、b兩質(zhì)點(diǎn)的速度大小相等、方向和反Bt1時(shí)刻后，質(zhì)點(diǎn)b位于a、c的前面C0t1時(shí)間內(nèi)，a位于b、c兩質(zhì)點(diǎn)的前面D0t1時(shí)間內(nèi)，a、b兩質(zhì)點(diǎn)間的距離在不斷減小【答案】 C【解析】A、t1時(shí)刻a、b兩圖象對(duì)應(yīng)的速度相等且均為正值，表示運(yùn)動(dòng)方向均為正方向，A錯(cuò)誤。B、C、三質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)出發(fā)，t1時(shí)所圍的面積表示位移，可得a在最前，其次是b，最后是c,B錯(cuò)誤，C正確。D、0t1時(shí)間內(nèi)，可讀出vavb，則a、b之間的距離不斷增大，D錯(cuò)誤。故選C。【點(diǎn)睛】利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖象分析追擊與相遇，要注意明確圖象的性質(zhì)，圖象的正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向，圖象的斜率表示加速度，能根據(jù)圖象的面積求解位移3一個(gè)物體在外力作用下由靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線(xiàn)如圖所示，則該物體：( )A01s內(nèi)加速運(yùn)動(dòng)，1s3s內(nèi)減速運(yùn)動(dòng)，第3s末回到出發(fā)點(diǎn)B03s內(nèi)物體位移是12mC01s內(nèi)與1s3s內(nèi)的平均速度相同D2s時(shí)的速度方向與0.5s時(shí)的速度方向相反【答案】 C【解析】A、物體在第1 s內(nèi)從靜止開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng)，第2、3 s內(nèi)沿原方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)“面積”等于速度的變化量可知，3s末物體的速度為零，所以第3 s末沒(méi)有回到出發(fā)點(diǎn)故A錯(cuò)誤；B、C、01s的位移，1s3s的位移，故；而，則B錯(cuò)誤，C正確。D、第3 s末速度為零，故2s時(shí)和0.5s的速度方向相同，D錯(cuò)誤故選C.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵根據(jù)加速度時(shí)間圖線(xiàn)，知道物體做周期性運(yùn)動(dòng)，掌握“面積”等于速度的變化量和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，并分別求速度和位移4甲、乙兩車(chē)在平直公路上行駛，其v-t圖象如圖所示。t=0時(shí)，兩車(chē)間距為s0；t0時(shí)刻，甲、乙兩車(chē)相遇。0t0時(shí)間內(nèi)甲車(chē)發(fā)生的位移為s，下列說(shuō)法正確的是( )A0t0時(shí)間內(nèi)甲車(chē)在前，t02t0時(shí)間內(nèi)乙車(chē)在前B02t0時(shí)間內(nèi)甲車(chē)平均速度的大小是乙車(chē)平均速度大小的2倍C2t0時(shí)刻甲、乙兩車(chē)相距12s0Ds0=67s【答案】 D【解析】由圖知在0t0時(shí)間內(nèi)甲車(chē)速度大于乙車(chē)的速度，故是甲車(chē)在追趕乙車(chē)，所以A錯(cuò)誤；02t0時(shí)間內(nèi)甲車(chē)平均速度的大小32v0，乙車(chē)平均速度12v0，所以B錯(cuò)誤；由題意知，圖中陰影部分面積即為位移S0，根據(jù)幾何關(guān)系知，三角形ABC的面積對(duì)應(yīng)位移S03，所以可求三角形OCD的面積對(duì)應(yīng)位移S06，所以0to時(shí)間內(nèi)甲車(chē)發(fā)生的位移為s=S0+ S06，得s0=67s，故D正確；2t0時(shí)刻甲、乙兩車(chē)間的距離即為三角形ABC的面積即S03，所以C錯(cuò)誤。5A、B兩球沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰,如圖所示為兩球碰撞前后的位移時(shí)間(x-t)圖像,圖中a、b分別為A、B兩球碰撞前的圖線(xiàn),c為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的圖線(xiàn).若A球的質(zhì)量mA=2kg,則由圖可知下列結(jié)論正確的是( )AA、B兩球碰撞前的總動(dòng)量為3 kgm/sB碰撞過(guò)程A對(duì)B的沖量為-4 NsC碰撞前后A的動(dòng)量變化為4kgm/sD碰撞過(guò)程A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能為10 J【答案】 D【解析】【詳解】A、由s-t圖像可以知道：碰撞前A的速度為vA=4-102=-3m/s；碰撞前B的速度vB=4-02=2m/s，碰撞后AB的速度為vC=2-42=-1m/s根據(jù)動(dòng)量守恒可知mbvB-mavA=-(ma+mb)vC代入速度值可求得：mb=43kg所以碰撞前的總動(dòng)量為mbvB-mavA=-103kgm/s，故A錯(cuò)誤；B、碰撞時(shí)A對(duì)B所施沖量為即為B的動(dòng)量變化量PB=-mbvC-mbvB=-4Ns故B正確；C、根據(jù)動(dòng)量守恒可知PA=-PB=4Ns=4kgm/s，故C正確；D、碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為12mavA2+12mbvB2-12ma+mbvC2=10J ,故D正確，本題選不正確的，故選A【點(diǎn)睛】結(jié)合圖像求出碰前碰后的速度，利用動(dòng)量守恒求出B的質(zhì)量，然后根據(jù)定義求出動(dòng)量的變化量。6如下圖所示，質(zhì)量m1kg的物體從高為h02m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，滑到水平傳送帶上的A點(diǎn)，物體和皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，傳送帶AB之間的距離為L(zhǎng)5m，傳送帶一直以v4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則( )A物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是15sB物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，摩擦力對(duì)物體做了2 J功C物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，產(chǎn)生2J熱量D物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)多做了10J功【答案】 AC【解析】試題分析：設(shè)物體下滑到A點(diǎn)的速度為v0，對(duì)PA過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律有：12mv02=mgh代入數(shù)據(jù)得：v0=2gh=2m/sv=4m/s，則物體滑上傳送帶后，在滑動(dòng)摩擦力作用下勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a=mgm=g=2m/s2；加速至速度與傳送帶相等時(shí)用時(shí)：t1=v-v0a=4-22s=1s，勻加速運(yùn)動(dòng)的位移s1=v0+v2t1=2+421m=3mL=5m，所以物體與傳送帶共速后向右勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2=L-s1v=5-34s=0.5s，故物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為：t=t1+t2=1.5s，故A正確；物體運(yùn)動(dòng)到B的速度是v=4m/s根據(jù)動(dòng)能定理得：摩擦力對(duì)物體做功W=12mv2-12mv02=12142-12122J=6J，故B錯(cuò)誤；在t1時(shí)間內(nèi)，皮帶做勻速運(yùn)動(dòng)的位移為S皮帶=vt1=4m，故產(chǎn)生熱量Q=mgS=mg（S皮帶-S1），代入數(shù)據(jù)得：Q=2J，故C正確；電動(dòng)機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則電動(dòng)機(jī)多做的功W=（12mv2-12mv02）+Q=121（42-22）+2=8J，故D錯(cuò)誤考點(diǎn)：考查了機(jī)械能守恒定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，功能關(guān)系【名師點(diǎn)睛】本題要求同學(xué)們能正確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，明確能量的轉(zhuǎn)化情況要注意電動(dòng)機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動(dòng)能另一部分就是了相同的內(nèi)能，不能只考慮物體的動(dòng)能7如圖所示，質(zhì)量為m的半圓軌道小車(chē)靜止在光滑的水平地面上，其水平直徑AB長(zhǎng)度為2R，現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點(diǎn)正上方h0高處由靜止釋放，然后由A點(diǎn)經(jīng)過(guò)半圓軌道后從B沖出，在空中能上升的最大高度為34h0（不計(jì)空氣阻力），則（）A小球和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為12RC小球離開(kāi)小車(chē)后做斜上拋運(yùn)動(dòng)D小球第二次能上升的最大高度12h0h1269m=27m，則平均速度v=xt276m/s=4.5m/s，故D正確，C錯(cuò)誤；故選BD?！军c(diǎn)睛】根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與時(shí)間的表達(dá)式，結(jié)合a-t圖線(xiàn)圍成的面積表示速度變化量得出最大速度的大小，根據(jù)速度時(shí)間圖線(xiàn)，結(jié)合圖線(xiàn)圍成的面積表示位移，根據(jù)平均速度的定義式求出平均速度的大小。三、解答題21如圖甲所示，有一傾角為=53的固定斜面體，底端的水平地面上放一質(zhì)量為 M=3kg的木板，木板材質(zhì)與斜面體相同t=0時(shí)有一質(zhì)量m=6kg的滑塊在斜面上由靜止開(kāi)始下滑，后來(lái)滑塊滑上木板并最終沒(méi)有滑離木板（不考慮滑塊從斜面滑上木板時(shí)的能量損失）圖乙所示為滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速率隨時(shí)間變化的圖象，已知sin53=0.8， eos53=06，取g=l0m/s2.求：(1)滑塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1、2；(2)滑塊停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻t和木板的最小長(zhǎng)度l?！敬鸢浮浚?）0.2（2）18m【解析】【詳解】(1)滑塊在斜面上下滑時(shí)，滿(mǎn)足：mgsin -1N=ma1N= mgcos由v-t圖得加速度a1=v0t1 =6m/s2綜合解得1=13滑塊滑上木板后減速1mg =ma2其中a2=v0-v1t2-t1對(duì)木板分析有1mg 2（m+M）g =Ma3其中a3=v1t2-t1綜合解得2=0.2(2) 由于21，故滑塊與木板達(dá)共速后一起勻減速，加速度滿(mǎn)足2（m+M）g =（m+M）a4又a4=v1t-t2綜合解得t=6s木板的最小長(zhǎng)度l=12v0(t2-t1)=18m【點(diǎn)睛】本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用以及板塊模型的問(wèn)題，關(guān)鍵是根據(jù)圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)特征，搞清各個(gè)階段的加速度情況以及位移速度關(guān)系，靈活運(yùn)用牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)公式求解.22一小球在恒力F1作用下豎直向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到位置A時(shí)，將F1突然增大到某值F2(未知)，但保持其方向不變持續(xù)一段時(shí)間t后，又突然將該力反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)重力加速度大小為g.不計(jì)空氣阻力(1)求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度；(2)求增大后的力F2大?。灰阎淮嬖谕饬r(shí)，油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍【答案】（1）v2=v0-2gt1；（2）F2=2-2v0gt1+14v0g2F1或F2=2-2v0gt1-14v0g2F1【解析】【分析】（1）分析小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，小球先向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A處后因力突然增大而開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t后力突然反向，小球開(kāi)始做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并可能在速度減為零后做反向的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)對(duì)力增大后的兩個(gè)過(guò)程分別列出牛頓第二定律方程，即可求得兩個(gè)過(guò)程中的加速度，而t又是一個(gè)已知量，那么直接使用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大小；（2）因?yàn)樾∏蜃詈罂赡茏龇聪虻膭蚣铀僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此我們不能確定B點(diǎn)的位置究竟在A(yíng)點(diǎn)上方還是A點(diǎn)下方，故需要分為兩種情況討論對(duì)其中每一種情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出方程，并與豎直上拋的方程進(jìn)行聯(lián)立，即可分別求得兩種情況下增大后的力F2大小。【詳解】在t0時(shí)，力從F1增加至F2時(shí)，油滴做豎直向上的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，根據(jù)牛頓第二定律有：F2-mg=ma1油滴在時(shí)刻t1的速度為：v1=v0+a1t1力在時(shí)刻t1突然反向，油滴做勻變速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，根據(jù)牛頓第二定律有：F2+mg=ma2油滴在時(shí)刻t2=2t1的速度為：v2=v1-a2t1由式得：v2=v0-2gt1(2)由題意，在t=0時(shí)刻前有：F1=mg油滴從t=0到時(shí)刻t1的位移為：s1=v0t1+12a1t12油滴在從時(shí)刻t1到時(shí)刻t2=2t1的時(shí)間間隔內(nèi)的位移為：s2=v0t1-12a2t12由題給條件有：v02=2g2h式中h是B、A兩點(diǎn)之間的距離若B點(diǎn)在A(yíng)點(diǎn)之上，依題意有s1+s2=h由式得F2=2-2v0gt1+14v0g2F1若B點(diǎn)在A(yíng)點(diǎn)之下，依題意有s1+s2=-h由式得F2=2-2v0gt1-14v0g2F1【點(diǎn)睛】解決復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題，可以從兩條線(xiàn)索展開(kāi)：其一，力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系根據(jù)物體的受力情況，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定速度和位移等；其二，功和能的關(guān)系根據(jù)做功情況，引起物體的能量發(fā)生變化，利用動(dòng)能定理進(jìn)行解答23如圖所示，在距地面不等高處有兩點(diǎn)A和B，它們之間的高度差為b。A、B處各有一小球，A處小球自由下落一段距離a后，B處小球開(kāi)始自由下落，結(jié)果兩小球同時(shí)落地，求球和球下落時(shí)間之比。【答案】b+ab-a【解析】【詳解】設(shè)A距地面的高度為H，根據(jù)h=12gt2可知，A下落到地面的時(shí)間t2Hg，A下落a所需時(shí)間t2ag則B下落的時(shí)間t=t-t，則H-b=12gt2聯(lián)立解得，tt-tb+ab-a球和和球下落時(shí)間之比為b+ab-a【點(diǎn)睛】本題主要考查了自由落體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式，明確AB同時(shí)落地，找出AB的時(shí)間關(guān)系即可求得24如圖所示,長(zhǎng)L=1.0m 木板B放在水平面上,其右端放置一小物塊A(視為質(zhì)點(diǎn)).B的質(zhì)量mB=2.0kg ,A的質(zhì)量mA=3.0kg ,B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.20 ,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.40 ,剛開(kāi)始兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)給A一水平向左的瞬間沖量I,I=9.0NS ,重力加速度g取10m/s2 ,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.求:(1)A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度 ;(2)A、B之間因摩擦產(chǎn)生的熱量;(3)整個(gè)過(guò)程A對(duì)地的位移.【答案】（1）3.0m/s（2）10.8J（3）1.17m【解析】（1）由題意，由動(dòng)量定理得 I=mv0代入數(shù)據(jù)解得 v0=3m/s（2）對(duì)A：aA=2mAgmA=2g=4m/s2對(duì)B：aB=2mAg-1mA+mBgmB代入數(shù)據(jù)解得 aB=1m/s2A對(duì)地做勻減速運(yùn)動(dòng)，B對(duì)地做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B達(dá)到相同速度為v，所需時(shí)間為t，A的位移為xA，B的位移為xB對(duì)A：v=v0-aAtxA=v2-v022(-aA)對(duì)B：v=aBtxB=12aBt2代入數(shù)據(jù)解得 v=0.6m/s，t=0.6s，xA=1.08m，xB=0.18mA對(duì)B的位移為x=xA-xB=1.08m-0.18m=0.9m1m，假設(shè)成立故此過(guò)程中，A、B之間因摩擦產(chǎn)生的熱量 Q=2mAg解得 Q=10.8J（2）A、B達(dá)到相同速度后，設(shè)二者保持靜止，整體減速的加速度為 a=1mA+mBgmA+mB=1g2g，則假設(shè)成立此后二者共同滑行的距離 x共=v22a=06222=0.09m故整個(gè)過(guò)程A對(duì)地的位移 x總=xA+x共=1.17m點(diǎn)睛：本題的關(guān)鍵要分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)物體的受力情況先求解加速度，并能抓住臨界狀態(tài)：速度相同，采用隔離法和整體法結(jié)合分析25為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線(xiàn)距離s0和s1(s1s0)處分別設(shè)置一個(gè)擋板和一面小旗，如圖所示訓(xùn)練時(shí)，讓運(yùn)動(dòng)員和冰球都位于起跑線(xiàn)上，教練員將冰球以初速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線(xiàn)的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員垂直于起跑線(xiàn)從靜止出發(fā)滑向小旗訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時(shí)，運(yùn)動(dòng)員至少到達(dá)小旗處假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1.重力加速度大小為g.求(1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)滿(mǎn)足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度【答案】（1）=v02-v122gs0（2）a=s1v0+v122s02【解析】（1）設(shè)冰球與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則冰球在冰面上滑行的加速度a1=g由速度與位移的關(guān)系知2a1s0=v12v02聯(lián)立得=a1g=v02-v122gs0（2）設(shè)冰球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則t=v0-v1g又s1=12at2由得a=s1(v0+v1)22s02【名師點(diǎn)睛】此題主要考查勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的應(yīng)用；分析物理過(guò)程，找到運(yùn)動(dòng)員和冰球之間的關(guān)聯(lián)，并能靈活選取運(yùn)動(dòng)公式；難度中等。26如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車(chē)放在光滑水平面上，在小車(chē)左端加一水平推力F=8N，當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2kg的小物塊，物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，小車(chē)足夠長(zhǎng)。求：（1）小物塊剛放上小車(chē)時(shí)，小物塊及小車(chē)的加速度各為多大？（2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？共同速度是多大？（3）從小物塊放上小車(chē)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t=1.5s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？（取g=l0m/s2）【答案】（1）2m/s2，05m/s2（2）4s（3）124m【解析】試題分析：（1）物塊的加速度mg=ma1，所以a1=3m/s2；小車(chē)的加速度：Fmg=Ma2，所以a2=0.5m/s2。（2）由：v0+a2t1=a1t1，得t1=1s。（3）在開(kāi)始1s內(nèi)小物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，最大速度：v=a1t1=3m/s，在接下來(lái)的0.5s物塊與小車(chē)相對(duì)靜止，一起做加速運(yùn)動(dòng)，且加速度：對(duì)系統(tǒng)F=（M+m）a3物體位移s=12a1t12+a1t1(tt1)+12a3(tt1)2=3.125m?？键c(diǎn)：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。27如圖甲所示，斜面的傾角=30，在斜面上放置一矩形線(xiàn)框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)L1=1m，bc邊的邊長(zhǎng)L2=0.6m，線(xiàn)框的質(zhì)量m=1kg，線(xiàn)框的電阻R=0.1，線(xiàn)框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F=15N，線(xiàn)框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=33線(xiàn)框的邊abefgh，斜面的efhg區(qū)域有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙的B-t圖象所示，時(shí)間t是從線(xiàn)框由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí)的如果線(xiàn)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，ef線(xiàn)和gh線(xiàn)的距離x=5.1m，取g=10m/s2求：（1）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度a；（2）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；（3）在丙圖中畫(huà)出線(xiàn)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)過(guò)程的v-t圖象；（4）線(xiàn)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q【答案】（1）5 m/s2（2）2 m/s（3）如圖；（4）35 J【解析】試題分析：（1）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線(xiàn)框受到線(xiàn)框的重力、拉力F、斜面的支持力和線(xiàn)框的摩擦力作用，由牛頓第二定律：Fmgsinmgcos=ma得線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度a=5 m/s2（2）因?yàn)榫€(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E1=BL1v形成的感應(yīng)電流I1=E1R受到沿斜面向下的恒定的安培力F安BI1L1線(xiàn)框受力平衡，有Fmgsin mgcosF安此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度必恒定不變B=05 T，代入數(shù)據(jù)解得v2 m/s（3）線(xiàn)框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1=va=04 s進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=L2v=03 s線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后至運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)，線(xiàn)框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同，仍做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以該階段的加速度大小仍為a5 m/s2，該過(guò)程有x-l2vt312at23，解得t3=1 s線(xiàn)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)過(guò)程的vt圖象如圖；（4）線(xiàn)框整體進(jìn)入磁場(chǎng)后，ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)的過(guò)程中，線(xiàn)框中有感應(yīng)電流的時(shí)間t4=t1t2t309 s=08 sE2=BSt=0.50.62.1-0.9V=0.25V此過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱Q2=E22Rt4= 05 J線(xiàn)框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1= I12Rt2 =3 J線(xiàn)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱 Q= Q1+ Q2=35 J考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓第二定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)、牛頓第二定律以及能量守恒定律的綜合題目；解題時(shí)分析線(xiàn)框的受力情況，確定其運(yùn)動(dòng)情況是關(guān)鍵，解題時(shí)要能分階段處理物理過(guò)程；同時(shí)注意要牢記一些經(jīng)驗(yàn)公式，例如安培力的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式FA=B2l2vR，要會(huì)推導(dǎo)。28如圖所示，一根有一定電阻的直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為L(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之接觸良好；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控電阻；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，t=0時(shí)刻，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行與導(dǎo)軌的初速度，此時(shí)可控電阻的阻值為R0，在棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)可控電阻的變化使棒中的電流強(qiáng)度保持恒定，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中。（1）求可控電阻R隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；（2）若已知棒中電流強(qiáng)度為I，求0t時(shí)間內(nèi)可控電阻上消耗的平均功率P；（3）若在棒的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將題中的可控電阻改為阻值為R0的定值電阻，則棒將減速運(yùn)動(dòng)位移x1后停下；而由題干條件，棒將運(yùn)動(dòng)位移x2后停下，求x1x2的值?！敬鸢浮浚?）R=R0-B2L2mt；（2）P=I2(R0-B2L2t2m)；（3）x1x2=21【解析】試題分析：（1）因棒中的電流強(qiáng)度保持恒定，故棒做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒的電阻為r，電流為I，其初速度為v0，加速度大小為a，經(jīng)時(shí)間t后，棒的速度變?yōu)関，則有：v=v0-at而a=BILm，t=0時(shí)刻棒中電流為：I=BLv0R0+r，經(jīng)時(shí)間t后棒中電流為：I=BLvR+r，由以上各式得：R=R0-B2L2mt。（2）因可控電阻R隨時(shí)間t均勻減小，故所求功率為：，由以上各式得：P=I2(R0-B2L2t2m)。（3）將可控電阻改為定值電阻R0，棒將變減速運(yùn)動(dòng)，有：v0=at，a=BILm，而It=ER0+rt，E=t=BLx1t，由以上各式得，而x2=v22a，由以上各式得x2=mv0(R0+r)2B2L2，所求x1x2=21。考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道分析導(dǎo)體棒受力情況，應(yīng)用閉合電路歐姆定律和牛頓第二定律求解，注意對(duì)于線(xiàn)性變化的物理量求平均的思路，本題中先后用到平均電動(dòng)勢(shì)、平均電阻和平均加速度。29（本題8分）我國(guó)某城市某交通路口綠燈即將結(jié)束時(shí)會(huì)持續(xù)閃爍3 s，而后才會(huì)變成黃燈，再在3秒黃燈提示后再轉(zhuǎn)為紅燈。2013年1月1日實(shí)施新的交通規(guī)定：黃燈亮?xí)r車(chē)頭已經(jīng)越過(guò)停車(chē)線(xiàn)的車(chē)輛可以繼續(xù)前行，車(chē)頭未越過(guò)停車(chē)線(xiàn)的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈，屬于交通違章行為。（本題中的剎車(chē)過(guò)程均視為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)）（1）若某車(chē)在黃燈開(kāi)始閃爍時(shí)剎車(chē)，要使車(chē)在黃燈閃爍的時(shí)間內(nèi)停下來(lái)且剎車(chē)距離不得大于18 m，該車(chē)剎車(chē)前的行駛速度不能超過(guò)多少?（2）若某車(chē)正以v015 ms的速度駛向路口，此時(shí)車(chē)距停車(chē)線(xiàn)的距離為L(zhǎng)48.75 m，當(dāng)駕駛員看到綠燈開(kāi)始閃爍時(shí)，經(jīng)短暫考慮后開(kāi)始剎車(chē)，該車(chē)在紅燈剛亮?xí)r恰停在停車(chē)線(xiàn)以?xún)?nèi)。求該車(chē)駕駛員的允許的考慮時(shí)間?！敬鸢浮浚?）12 m/s （2）0.5 s【解析】試題分析：（1）設(shè)在滿(mǎn)足題設(shè)條件的情況下該車(chē)的最大行駛速度為根據(jù)平均速度公式（2分）解得（2分）（2）該車(chē)駕駛員的允許的反應(yīng)時(shí)間最大值為，反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車(chē)行駛的距離為（2分）從綠燈閃爍到紅燈亮起的過(guò)程中，汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（2分）設(shè)汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中通過(guò)的位移為（2分）綠燈開(kāi)始閃爍時(shí)，該車(chē)距停車(chē)線(xiàn)距離為L(zhǎng)（2分）解得（1分）即該車(chē)駕駛員的考慮時(shí)間不能大于0.5 s。（1分）考點(diǎn)：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間的關(guān)系，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系30（20分）一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖（a）所示。t=0時(shí)刻開(kāi)始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t=1s時(shí)木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開(kāi)木板。已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線(xiàn)如圖（b）所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求（1）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；（2）木板的最小長(zhǎng)度；（3）木板右端離墻壁的最終距離?！敬鸢浮浚?）1=0.12=0.4（2）6m（3）6.5m【解析】（1）根據(jù)圖像可以判定碰撞前木塊與木板共同速度為v=4m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v=4m/s木塊受到滑動(dòng)摩擦力而向右做勻減速，根據(jù)牛頓第二定律有2g=4m/s-0m/s1s解得2=0.4木板與墻壁碰撞前，勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=1s，位移x=4.5m，末速度v=4m/s其逆運(yùn)動(dòng)則為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可得x=vt+12at2帶入可得a=1m/s2木塊和木板整體受力分析，滑動(dòng)摩擦力提供合外力，即1g=a可得1=0.1（2）碰撞后，木板向左勻減速，依據(jù)牛頓第二定律有1(M+m)g+2mg=Ma1可得a1=43m/s2對(duì)滑塊，則有加速度a2=4m/s2滑塊速度先減小到0，此時(shí)碰后時(shí)間為t1=1s此時(shí)，木板向左的位移為x1=vt1-12a1t12=103m末速度v1=83m/s滑塊向右位移x2=4m/s+02t1=2m此后，木塊開(kāi)始向左加速，加速度仍為a2=4m/s2木塊繼續(xù)減速，加速度仍為a1=43m/s2假設(shè)又經(jīng)歷t2二者速度相等，則有a2t2=v1-a1t2解得t2=0.5s此過(guò)程，木板位移x3=v1t2-12a1t22=76m末速度v3=v1-a1t2=2m/s滑塊位移x4=12a2t22=12m此后木塊和木板一起勻減速。二者的相對(duì)位移最大為x=x1+x3+x2-x4=6m滑塊始終沒(méi)有離開(kāi)木板，所以木板最小的長(zhǎng)度為6m（3）最后階段滑塊和木板一起勻減速直到停止，整體加速度a=1g=1m/s2位移x5=v322a=2m所以木板右端離墻壁最遠(yuǎn)的距離為x1+x3+x5=6.5m【考點(diǎn)定位】牛頓運(yùn)動(dòng)定律【名師點(diǎn)睛】分階段分析，環(huán)環(huán)相扣，前一階段的末狀態(tài)即后一階段的初始狀態(tài)，認(rèn)真沉著，不急不躁