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1、20122012 年高考物理热点：直线运动问题年高考物理热点：直线运动问题本章内容是高中物理的基础，也是高考中的必考问题，对运动规律的考查从不同的方面考查学生的各种能力，要理解和掌握本章的重要概念、重要模型与重要题型的处理方法。考查的形式中涉及选择题和计算题。对基本概念的考查单独命题的几率不大，但对匀变速直线运动规律和运动图像可能会单独命题。当然匀变速直线运动规律与其它知识也可以结合（如牛顿运动定律、平抛运动等）的考查。高考中与图像有关的考题的比例较大，我们需要掌握图像分析的基本方法。运动的图像有两种，不同的图像对应着不同的运动情景，分析运动图像时要注意从以下多个方面观察（轴、线、斜率、面积、
2、交点） ，同时要掌握从运动图像中获取物体运动的信息、运用运动图像分析物体的、绘制运动图像的基本处理方法。对于解题来说，就是理解物理概念和规律的适用条件，根据实际情况正确地运用规律。在处理多阶段的复杂过程问题时，要注意过程中随着条件的变化，规律的适用性也随着变化，切忌不加判断，一套到底。在高考中经常出现与生产、生活实际、科技发展实际相联系的问题，要注意从中发现隐藏的条件，对实际情况进行分析，忽略次要因素，抽象为匀变速直线运动或其它物理模型。解题范例：例题 1 一辆轿车违章超车，以 108 km/h 的速度驶入左侧逆行车道时，猛然发现正前方 80 m 处一辆卡车正以 72 km/h 的速度迎面驶来
3、，两车司机同时刹车，刹车时加速度大小都是 10 m/s2两司机的反应时间（即司机从发现险情到实施刹车所经历的时间）都是 t，试问 t 为何值，才能保证两车不相撞。解析：轿车和卡车的初速度分别为 v1 = 108 km/h = 30 m/s， v2 = 72 km/h = 20 m/s刹车后两车做匀减速运动，由匀变速运动的规律，可求得轿车从刹车到停止通过的距离 x1=v12/2a=45m 卡车从刹车到停止通过的距离 x2=v22/2a=20m 在司机的反应时间内，两车做的是匀速运动，匀速运动的距离x3 = (v1v2)t = 50t 要保证两车不相撞，则应满足 x1x2x380 将以上各式联立，
4、代入数据，得 t0.3 s 点评：画出运动过程示意图，分析运动过程，运用恰当规律、选择合适的公式是准确、快速解题的基础。例题 2 如图所示，质量 m =1kg 的物块（可视为质点）在水平恒力F= 10N 作用下，从水平面上 A 点由静止开始运动，运动 2s 后再加一反向的水平恒力 F/=16N，问再经多少时间物块运动到 B 点，且A、B 两点间的距离为 14m，已知物块与水平面间的动摩擦因数=0.20。 （g=10m/s2）解析：物块先作匀加速度直线运动，再作匀减速直线运动，最后做反向的匀加速直线运动在 2s 内，设加速度为 a1，末速度为 v1，位移 s1，由牛顿第二定律得：a1=(F-mg
5、)/m=8m/s2由速度与时间的关系得：v1=a1t=16m/s由位移与时间的关系得：s1=a1t2/2=16m加反向力后，设物体作匀减速运动的加速度大小为 a2，由牛顿第二定律得 a2=( F/+mg-F)/m=8m/s2设减速到零的时间为 t1，位移为 s2，由 vt=v0+at 得 t1=2s根据 s2=(v0+vt)t/2=16m设物体的反向加速的加速度为 a3，由牛顿第二定律得a3=( F/-mg-F)/m=4m/s2设反向加速到 B 点过程的 t2，这段时间内的位移为 s3，则s3=s1-14+s2=18m由，得所以再经时间 t=t1+t2=5s 时 A、B 两点间的距离为 14m
6、点评：对于单物体多过程的运动，一定得进行正确的受力分析、完整的运动过程分析。受力是决定物体运动的基础，没有正确的受力就分析不出准确的运动过程。例题 3 如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨 MN 右端 N 处与水平传送带理想连接，传送带长度 L=4.0m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率 v=3.0m/s 匀速传动。三个质量均为 m=1.0kg 的滑块 A、B、C 置于水平导轨上，开始时滑块 B、C 之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。滑块 A 以初速度 v0=2.0m/s 沿 B、C 连线方向向 B 运动，A 与 B 碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，可认为
7、 A 与 B 碰撞过程中滑块 C 的速度仍为零。因碰撞使连接 B、C 的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使 C与 A、B 分离。滑块 C 脱离弹簧后以速度 vC=2.0ms 滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的 P 点。已知滑块 C 与传送带之问的动摩擦因数 =0.20，重力加速度 g 取 10ms2。求（1）滑块 c 从传送带右端滑出时的速度大小； （2）滑块 B、C 用细绳相连时弹簧的弹性势能 Ep；（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块 C 总能落至P 点，则滑块 A 与滑块 B 碰撞前速度的最大值 Vm 是多少?解析：（1）滑块 C 滑上传送带后做匀加速运动，设滑块 C
8、 从滑上传送带到速度达到传送带的速度 v 所用的时间为 t，加速度大小为 a，在时间t 内滑块 C 的位移为 x。根据牛顿第二定律和运动学公式 mg=ma v=vC+atx=vct+at2/2 解得 x=1.25mL 即滑块 C 在传送带上先加速，达到传送带的速度 v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块 C 从传道带右端滑出时的速度为 v=3.0m/s（2）设 A、B 碰撞后的速度为 v1，A、B 与 C 分离时的速度为 v2，由动量守恒定律mv0=2mv1 2 mv1=2mv2+mvC由能量守恒定律EP+2mv12/2=2mv22/2+ mvc2/2解得 EP=1.0J（3）在题设条件下
9、，若滑块 A 在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块 C 的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度 v。 设 A 与 B 碰撞后的速度为 v1/，分离后 A 与 B 的速度为 v2/，滑块C 的速度为 vc/，由能量守恒定律和动量守恒定律 mvm=2mv12mv1=mvC+2mv2由能量守恒规律 EP+2mv1/2/2=2mv2/2/2+ mvc/2/2由运动学公式 vc/2-v2=2aL 解得：vm=7.1m/s点评：此题考查物体在传送带的运动（动力学知识） 、动量守恒定律、能量守恒定律等规律。属于多物体多过程类型的习题。要求学生对物体之间的相互作用以及作用规律了如
10、指掌并且恰当的应用。例题 4 图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B 两端相距 3m ，另一台倾斜，传送带与地面的倾角 = 37, C、D 两端相距 4.45m , B、C 相距很近。水平部分 AB 以 5m/s 的速率顺时针转动。将质量为 10 kg 的一袋大米放在 A 端，到达 B 端后，速度大小不变地传到倾斜的 CD 部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为 0.5。试求：(1)若 CD 部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离。(2)若要米袋能被送到 D 端，求 CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从 C 端到 D 端所用时间的
11、取值范围。(g=10m/s2 ,sin37=0.6 , cos37=0.8）解：米袋在 AB 上加速时的加速度：a0=mg/m=g=5m/s2米袋的速度达到 v0=5m/s/时运动的距离：s0=v02/2a0=2.5m2000mt 下=v1/g=35s所以一次上下创造的完全失重的时间为 55s（2)当飞机在离地 4500m2875m，所以飞机仍在完全失重状态，飞机自由下落的高度h2=2000+7000-4500=4500m 此时 v2=2gh21/2=300m/s推力 F=f=kv2=2.7105N点评：此题要求学生能从题意中分析出运动过程、提取有用的条件，运用运动学的相关规律解决。针对性训练
12、：1、北京时间 9 月 20 日晚，在上海国际田径黄金大奖赛男子 110 米栏的决赛中，复出的中国飞人刘翔表现可谓惊艳全场。他以 13 秒15 的成绩惜败美国名将特拉梅尔屈居亚军！特拉梅尔的夺冠成绩也是 13 秒 15，因其有效部位率先冲过终点而笑到最后！在比赛中，下列说法正确的是 （ ）A、冲线时运动员可以视为质点 B、在比赛中，路程就是位移C、全程的平均速度约为 8.37m/sD、在比赛中，运动员认为终点线向自己匀速运动2某人将小球以初速度 vo 竖直向下抛出，经过一段时间小球与地面碰撞，然后向上弹回。以抛出点为原点，竖直向下为正方向，小球与地面碰撞时间极短，不计空气阻力和碰撞过程中动能损
13、失，则下列图像中能正确描述小球从抛出到弹回的整个过程中速度 v 随时间 t 的变化规律的是 （ ） 3. 嫦娥奔月蕴含着炎黄儿女千年的飞天梦想，随着我国“嫦娥计划“的逐步进展，奔月梦想即将成为现实。某校物理兴趣小组收集了月球表面的许多资料 ，如 没有空气；重力加速度约为地球表面的 l6；没有磁场. 并设想登上月球后，完成如下实验：在空中从同一高度同时自由释放氢气球和铅球，忽略地球和其它星球的影响，你认为以下说法正确的是 A.氢气球和铅球都处于漂浮状态 B.氢气球和铅球都将下落，且同时落地C.氢气球将加速上升，铅球加速下落 D.氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面正确答案：B解析：管它氢气球、
14、铅球，重力加速度都相同，高度也相同。所以时间也相同。4.将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其 vt 图象如图，则物体所受的重力和空气阻力之比为 A.110 B.101C.91 D.815.如下图所示，玻璃杯底压着一张纸放在桌面上，纸的质量可忽略不计的。将纸带以某一速度 v 从杯底匀速抽出，玻璃杯移动一段较小的位移 x 就停在桌面上。每次匀速抽纸时，保持杯子、纸和桌面的初始相对位置相同，则（ ）A杯中盛砂子越少，杯子的位移 x 越大B杯中盛砂子越多，杯子的位移 x 越大C若纸以速度 2v 从杯底匀速抽出, 杯子的位移比 x 小D若纸以速度 2v 从杯底匀速抽出, 杯子的位移比 x
15、大6一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用 DIS 实验系统，在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示。求：（g=10m/s2）（1）物块上滑和下滑的加速度大小 a1、a2。（2）物块向上滑行的最大距离 S。（3）斜面的倾角 及物块与斜面间的动摩擦因数 。7.随着航空技术的发展，飞机的性能越来越好，起飞的跑道要求也是越来越短，有的还可以垂直起降。为了研究在失重情况下的实验，飞行员将飞机开到高空后，让其自由下落，模拟一种无“重力“（完全失重状态）的环境，以供研究人员进行科学实验。每次升降过程可以获得持续 30 秒之久的“零重力“状态，以便研究人员进行不受重力影响的实验，而研究人
16、员站在飞机的水平底板上所能承受的最大支持力为重力的2.5 倍的超重状态。为安全起见，实验时飞机不得低于 800 米。求飞机的飞行高度至少为多少米？8.2008 年 12 月，胶东半岛地区普降大雪，出现近年来少见的寒潮.为了安全行车，某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能.当车速 v=36 km/h 时紧急刹车（可认为车轮不转动） ，车轮在公路上划出一道长 L=50m 的刹车痕迹，取 g=10 m/s2.求：（1）车轮与冰雪路面间的动摩擦因数 ；（2）若该车以 28.8 km/h 的速度在同样路面上行驶，突然发现正前方停着一辆故障车.为避免两车相撞，司机至少应在距故障车多远处采取同样的刹
