知识点一 匀变速直线运动--2022年高考物理分类题库.pdf

知识点一匀变速直线运动

1.(2022·全国甲卷)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v,要通过前方一长为0

L的隧道。当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(vv)。已知列车加速0

和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v所用时间至0

少为()

A.+B.+

C.+D.+

【解析】选C。由题知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(vv),则列0

车进隧道前必须减速到v,则有vv-2at,解得t011,列车进隧道时至完全出隧道前匀速行

驶,有t2,列车尾部出隧道后立即加速到v,有vv+at,解得t0033,则列车从减速开始至

回到正常行驶速率v所用时间至少为t0+,故选C。

2.(多选)(2022·全国乙卷)

质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的

关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取g10m/s。则2

()

A.4s时物块的动能为零

B.6s时物块回到初始位置

C.3s时物块的动量为12kg·m/s

D.0~6s时间内F对物块所做的功为40J

【解析】选A、D。物块与地面间的摩擦力大小为fμmg2N。0~3s内,对物块由动量定理

有(F-f)tmv,解得v6m/s,则3s时物块的动量为pmv6kg·m/s,故选项C错误;设3s后1333

经过时间t物块的速度减为0,由题图可知3~6s内水平力大小F4N,由动量定理

有-(F+f)t0-mv,解得t1s,则物块在4s时速度减为0,则4s物块的动能为零,故选项A正3

确;0~3s内,物块发生的位移为x,由动能定理有(F-f)xm,解得x9m。3~4s过程中,对物111

块由动能定理有-(F+f)x0-m,解得x3m。4~6s物块开始反向运动,摩擦力大小ff,22

物块的加速度大小为a2m/s,发生的位移为x×2×2m4mx+x,即6s时物块没有22

312

回到初始位置,故选项B错误;0~6s拉力所做的功为W(4×9-4×3+4×4)J40J,故选项D正

确。

3.(2022·浙江6月选考)小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置,把静置

于地面的质量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台,先加速再匀速,最后做加速度大

小不超过5m/s的匀减速运动,到达平台速度刚好为零,g取10m/s,则提升重物的最短时间22

为()

A.13.2sB.14.2s

C.15.5sD.17.0s

【解析】选C。为了以最短时间提升重物,一开始先以最大拉力拉重物匀加速上升,当功率达

到额定功率时,保持功率不变直到重物达到最大速度,接着做匀速运动,最后以最大加速度匀

减速上升至平台速度刚好为零,重物在第一阶段匀加速上升过程,根据牛顿第二定律可得

a1m/s5m/s,当功率达到额定功率时,设重物的速度为v,则有v2211

m/s4m/s,此过程所用时间和上升高度分别为t1s0.8s,h1m1.6m,重物以最

大速度匀速运动时,有vmm/s6m/s,重物最后以最大加速度做匀减速运动的时

间和上升高度分别为t3s1.2s,h3m3.6m,设重物从结束匀加速运动到开始

做匀减速运动所用时间为t,该过程根据动能定理可得Pt-mghm-m,又h85.22222

额

m-1.6m-3.6m80m,联立解得t13.5s,故提升重物的最短时间为tt+t+t