高考物理24题专练(运动学问题)分析.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高考物理24题专练(运动学问题)分析运动学问题运动学问题一、运动图像类1.甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零，加速度大小为a1的匀加速直线运动。质点乙做初速度为v0，加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的位置x速度v图象如图所示，虚线与对应的坐标轴垂直。 （1）在xv图象中，图线a表示

2、哪个质点的运动？质点乙的初速度是多少？（2）求质点甲、乙的加速度大小a1、a2。解：(1)设运动过程中甲、乙的速度分别为v1、v2，根据速度与位移关系有：得：（1）可知其图象应为抛物线，且开口向上，故图线a表示质点甲的运动（3分）得：（2）可知其图象应为抛物线，且开口向下，故图线b表示质点乙的运动，且当v2=v0时，x2=0，从图象可知：v0=4m/s（3）（3分）(2)由图象交点可知，v1=v2时两质点的位移相同，且x=2m，有：，解得：，a1+a2=4m/s2 （4）（2分）另据图象可知当v1=6m/s，v2=2m/s时，两质点的位移x相同，有：，解得：a1=3a2（5）联立（4）（5）可

3、得：a1=3m/s2，a2=1m/s2 （6）二、追击刹车模型求解追及相遇问题的思路和技巧(1)基本思路(2)求解追及相遇问题的“三点技巧”1.滑雪度假村某段雪地赛道可等效为长L=36m，倾角为=37o的斜坡。已知滑道的积雪与不同滑板之间的动摩擦因数不同，现假定甲先滑下时滑板与赛道的动摩擦因数1=0.5，乙后滑时滑板与赛道的动摩擦因数为2=0.25，g取10m/s2.已知甲和乙均可看作质点，且滑行方向平行，相遇时不会相撞。求：（1）甲从坡顶由静止自由滑下时到达坡底的速度大小（2）若乙比甲晚出发t=1s，为追上甲，有人从后面给乙一个瞬时作用使乙获得初速度V0=1m/s,通过计算分析乙能否在甲到达

4、坡底前追上甲；若能追上求出两者在追上前相距的最远距离，若不能追上求出两者到达坡底的时间差。解：（1）对甲运动，由牛顿运动定律：m1gsin1m1gcos=m1a甲 a甲=2m/s2 (2分)由2a甲L=v12 (2分) 得：v1=12m/s (1分)（2）甲到达坡底的时间t甲=6s (1分)对乙：a乙=gsingcos=4m/s2 (1分) 设到达坡底时间为t乙L=v0t乙a乙t乙2 得 t乙=4s (1分)t乙tt甲 故可以追上 (1分)设甲出发后经t1，乙与甲达到共同速度v，则:V= a甲t1= v0a乙(t1t) 解得：t1=1.5s (2分)X甲= a甲t12=m (1分) X乙= v

5、0(t1t)a乙(t1t)2=1m (1分) x= X甲X乙=1.25m (1分)2.雾霾天气会对行车安全造成很大的影响，因此在行车时司机应打开汽车的前雾灯和尾部双闪灯，以保证行车安全。若在某公路上，有一货车以10 m/s的速度缓慢行驶，后面的一辆小轿车由于雾霾的影响，司机只有到达距离该货车30 m远的地方才能看到该货车尾部双闪灯发出的光，若该司机看到双闪灯光后立即采取刹车措施，其反应时间为0.5 s，小轿车制动后减速的最大加速度为2 m/s2，若要避免两车相撞，小轿车行驶的速度最大不能超过多少？14解析小轿车与货车不相撞的临界条件是：小轿车追上货车时小轿车的速度正好减小到10 m/s。设货车

6、匀速行驶的速度大小为v1，小轿车刹车时的速度大小为v2，小轿车司机发现货车时距货车的距离为s，小轿车减速时的加速度大小为a，小轿车追上货车所用的时间为t，司机的反应时间为t。则有：v2a(tt)v1，v2tsv1t，联立并代入数据可解得：v220 m/s，因此，要避免两车相撞，小轿车行驶的最大速度不能超过20 m/s。3.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)t00.4 s，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v072 km/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L39 m减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙

7、所示此过程可视为匀变速直线运动取重力加速度的大小g10 m/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愿者重力大小的比值解析(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v020 m/s，末速度v0，位移s25 m，由运动学公式得v2ast联立式，代入数据得a8 m/s2t2.5 s(2)设志愿者反应时间为t，反应时间的增加量为t，由运动学公式得Lv0tsttt0联立式，代入数据得t0.3 s(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m

8、，由牛顿第二定律得Fma由平行四边形定则得FF2(mg)2联立式，代入数据得答案(1)8 m/s22.5 s(2)0.3 s(3)4为了体现人文关怀，保障市民出行安全和严格执法，各大都市交管部门强行推出了“电子眼”，据了解，在城区内全方位装上“电子眼”后，机动车擅自闯红灯的记录大幅度减少，因闯红灯引发的交通事故也从过去的5%下降到1%.现有甲、乙两辆汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s.当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0

9、.5s)已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍g取10 m/s2.求；(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m，他采取上述措施能否避免闯红灯？(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离？解析(1)根据牛顿第二定律可得甲车紧急刹车的加速度大小为a14 m/s2；乙车紧急刹车的加速度大小为a25 m/s2；甲车停下来所需时间t1 s2.5 s这段时间滑行距离s m12.5 ms12.5 m15 m，甲车司机能避免闯红灯(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持的距离为s0，在乙车刹车的t2时间两车恰好不相撞，则有：v0a1(t

10、20.5)v0a2t2v00.5v0t2a2tv0(t20.5)a1(t20.5)2s0代入数据联立方程解得：t22 ss02.5 m答案(1)能(2)2.5 m5.(2014新课标全国，24，12分)(难度)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度解析设路

11、面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得0mgma0sv0t0式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为，依题意有0设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得mgmasv-t0联立式并代入题给数据得v20 m/s(72 km/h)答案20 m/s(72 km/h)三、其他类型1.在游乐场中，有种大型游乐机叫“跳楼机”参加的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅提升到某一高处，然后由静止释放座椅沿光滑杆自由下落一段

12、高度后开始受到压缩空气提供的恒定阻力，下落36m后速度刚好减小到零，下落的总时间是6.0 s求：(g取10 m/s2)(1)座椅被释放后，下落过程中速度的最大值vm；(2)座椅被释放后，自由下落的距离s1；(3)有一游客质量为60 kg，在下降过程中，座椅对该游客支持力功率的最大值Pm.解析(1)vm m/s12 m/s.(2)自由下落的距离s1 m7.2 m(3)减速下落的距离s2ss1(367.2)m28.8 m减速下落时的加速度a2 m/s22.5 m/s2(说明：正负均可)由ma2mgFN可解得FNmgma26012.5 N750 N支持力的功率最大值PmFNvm75012 W9 00

13、0 W2. 如图所示，这是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪B发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的速度设小车向右运动先后经过P、Q两点，小车经P点时，B发出的第一个超声波脉冲被小车反射，被B接收，B从发射到接收历时t1=0.30s，小车经Q点时，B发射并接收第二个超声波脉冲历时t2=0.40s，相邻两次发射超声波脉冲的时间间隔t=1.0s，超声波在空气中传播的速度v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，求小车先后两次反射超声波脉冲时间内的位移x和汽车的速度3. 如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，

14、根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。在下图中是测速仪发出的超声波信号，分别是由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，之间的时间间隔，超声波在空气中的传播速度是，若汽车是匀速行驶的，求：（1）汽车在接收到两个信号之间的时间内前进的距离?（2）汽车的速度是多少？P1、P2间的刻度值为30个格，时间长为1秒，发出超声波信号P1到接受到反射信号n1间是12个格，则时间为t1=12=0.4s，此时超声波前进的距离S1=vt1=340m/s0.4s=68m；发出超声波信号P2到接受到反射信号n2的时间为t2=9=0.3s，此时汽车行驶的距离S2=vt2=340m/s0.3s=51m；所以汽车接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为S=S1-S2=68m-51m=17m汽车运行17m的时间为汽车接收到P1、P2两个信号的时刻应分别对应于图中P1n1的中点和P2n2的中点，其间有28.5小格，即汽车接收到P1、P2两个信号的时间间隔为n1与n2两个信号之间的间隔，即t=28.5=0.95s；汽车的行驶速度v=17.9m/s-