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1、高中物理直线运动专项训练及答案及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1 倾角为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
2、 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） F3 mg sin （ 2） d 4 L43【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：F mgsinmgcosma已知tan联立可得： F3 mgsin4（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
3、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： v3 gLsin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：mgsin3.5L1mv121mv 222可得： v14 gLsin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tL
4、L，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 d4 L32 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） t 0=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
5、愿者重力大小的比值【答案】（ 1）2， 2.5s；（ ） 0.3s ；（F041）8m / s32mg5【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)2x21 1由运动学公式得：v022as tv02.5s a由式代入数据得a8m / s2 t2.5s （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Lv0ts ttt0 联立 式代入数据得t0.3s （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Fma 由平行四边形
6、定则得F02F 2( mg) 2 联立 式，代入数据得F041 mg53 跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升机悬停在离地面224m 高时，运动员离开飞机作自由落体运动，运动了5s 后，打开降落伞，展伞后运动员减速下降至地面，若运动员落地速度为 5m/s ，取 g10m / s2 ，求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间【答案】 a 12.5?m/s2； t3.6s【解析】运动员做自由落体运动的位移为h1 gt 2 11052 m 125m22打开降落伞时的速度为：v1gt105m / s50m / s匀减速下降过程有：v12v222a(Hh)将 v2=5 m/s 、H=224 m 代入上式，求
7、得： a=12.5m/s 2减速运动的时间为：tv1v2505 s 3.6?sa12.54 重力加速度是物理学中的一个十分重要的物理量，准确地确定它的量值，无论从理论上、还是科研上、生产上以及军事上都有极其重大的意义。（1）如图所示是一种较精确测重力加速度g 值的方法：将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置，玻璃管足够长，小球竖直向上被弹出，在O 点与弹簧分离，然后返回。在O点正上方选取一点P，利用仪器精确测得OP 间的距离为H，从 O 点出发至返回O 点的时间间隔为T1，小球两次经过P 点的时间间隔为T2。（ i ）求重力加速度 g；（ ii ）若 O 点距玻璃管底部的距离为 L0，求玻璃
8、管最小长度。（ 2）在用单摆测量重力加速度 g 时，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，问这样求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比，哪个大？试定量比较。（3）精确的实验发现，在地球上不同的地方，g 的大小是不同的，下表列出了一些地点的重力加速度。请用你学过的知识解释，重力加速度为什么随纬度的增加而增大？8H2【答案】（ 1） gT1H ；（ 2）求出的重力加速度比实际值大；（3）22 ， L0T1T2T12T22解析见详解。【解析】【详解】2（1）（ i）小球从 O 点上升到
9、最大高度过程中：1T1h1g2212小球从 P 点上升的最大高度：T2h2g22依据题意： h1h2H联立解得： g8HT12T22（ii ）真空管至少的长度：LL0h1故 L L0T12HT12T22（2）以 l 表示摆长， 表示摆线与竖直方向的夹角，m 表示摆球的质量，F 表示摆线对摆球的拉力， T 表示摆球作题图所示运动的周期，小球受力分析如图：则有FsinmLsin（2）2 ， Fcos mgT由以上式子得：T2Lcos，而单摆的周期公式为T 2L，即使在单摆实验gg中，摆角很小，5，但 cos l，这表示对于同样的摆长L，摆球在水平面内作圆周运动的周期 T 小于单摆运动的周期T，所以把较小的周期通过求出的重力加速度的数值将大于g 的实际值。（3）地球是自转，地球表面的所有物体都随着地球共同做匀速圆周运动，万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，另一个分力为重力，在赤道附近,物体做匀速圆周运动的半径最大 ,赤道上的自转半径为地球半径R，所以重力最小,重力加速度就最小。随着纬度升高 ,自转半径减小,自转的向心力减小,万有引力的另一个分力G 增大；如图所示：故重力加速度随着维度的增加而
