物理机械运动及其描述试题类型及其解题技巧及解析

1、物理机械运动及其描述试题类型及其解题技巧及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 如图所示 ，在运动场的一条直线跑道上，每隔 5 m 远放置一个空瓶，运动员在进行折返跑训练时 ，从中间某一瓶子处出发，跑向出发点右侧最近的空瓶，将其扳倒后返回并扳倒出发点处的瓶子，之后再反向跑回并扳倒前面最近处的瓶子，这样 ，每扳倒一个瓶子后跑动方向就反方向改变一次，当他扳倒第6 个空瓶时 ，他跑过的路程是多大？位移是多大？在这段时间内 ，人一共几次经过出发点?【答案】 80 m；10 m ；4 次【解析】【分析】【详解】如图所示 ,设运动员从位置O 出发跑向位置a,扳倒空瓶后返回位置O,扳倒空瓶后又跑向

2、位置c,扳倒空瓶后再跑向位置 b,依次进行下去 ,当他扳倒第 6 个空瓶时应在位置 d 处 ,因此可求出运动员跑过的总路程和位移 .由以上分析得路程 s0 =2s1+s2+s3+s4+s5=(2 5+10+15+20+25) m=80 m位移大小s=Od =10 m往返过程中共经过出发点O 处 4 次 (不包括从出发点开始时).2 一列士兵的队伍长 120m ，正以某一速度做匀速直线运动，因有紧急情况需要通知排头士兵，一名通讯员以不变的速率跑步从队尾赶到队头，又从队头返回队尾，在此过程中队伍前进了 288m ，求通讯员在这段往返时间内的路程？【答案】 432m【解析】试题分析: 设通讯员的速度

3、为V1 ，队伍的速度为V2，通讯员从队尾到队头的时间为 t 1，从队头到队尾的时间为t 2，队伍前进用时间为t由通讯员往返总时间与队伍运动时间相等可得如下方程： t=t 12，即：=+，整理上式得：6v121 2+t-5vv -6v22=0 解上式得： v1=将上式等号两边同乘总时间t ，即 v1t=， v1t 即为通讯员走过的路程s1， v2t 即为队伍前进距离s2，则有： s1s2 432m 考点： 相遇问题3 如图所示 ，一质点沿半径为r 20 cm 的圆周自A 点出发 ，逆时针运动2 s，运动 3 圆周4到达 B 点， (计算结果保留三位有效数字)求：(1)质点的位移和路程(2)质点的

4、平均速度和平均速率【答案】 (1) 28. 3 cm； 94.2 cm(2) 14.2 cm/s； 47.1 cm/s【解析】【分析】【详解】（1）质点的位移是由A 点指向 B 点的有向线段，位移大小为线段AB 的长度，由图中几何关系可知位移 x2r283 cm位移方向由A 点指向 B 点质点的路程为质点绕圆周的轨迹长度，则路程 l=2r= 2 20 cm=942cm（2）根据平均速度定义得vxA 指向 B14.2cm/s 平均速度方向是由t质点的平均速率为l47.1cm/svt4 如图所示，今有一底面直径和高都为10cm 的圆柱形纸筒（上、下底面开口），在下底部边沿 A 点有一只小蚂蚁，若小

5、蚂蚁为了用最快的时间爬到上部边沿处的B 点，已知小蚂蚁的爬行速度不变，试求：（1）小蚂蚁爬行的路程有多少？（2）整个过程中的位移有多大？【答案】（ 1） 18.6cm（ 2） 14.1cm【解析】【详解】（1）两点之间线段最短，为了找到在圆柱形纸筒的表面上A 、 B 两点之间的最短路径，可以把纸筒沿侧壁剪开，如图所示，展开成平面后，连接AB ，则线段 AB 的长度即为小蚂蚁爬行的最短路程。由勾股定理可知 s10 252。cm 18.6mAB（2）整个过程中的位移大小等于图中A 、 B 两点的连线的长度，由勾股定理可知xAB102102 cm14.1m 。5 如图所示，小球从高出地面h 15 m

6、 的位置，在t 0 时刻竖直向上抛出，经1 s 小球上升到距抛出点5 m 的最高处，之后开始竖直回落，经0.5 s 刚好经过距最高点1.25 m 处位置，再经过1.5 s 到达地面 .求：(1)前 1.5 s 内平均速度；(2)全过程的平均速率.(结果保留一位小数)【答案】（ 1） 2.5m/s （ 2） 8.3m/s【解析】（1）由图可知：前1.5 秒小球的位移为：所以前 1.5s 内平均速度（2）由图可知：全过程小球的路程为s=5+5+15m=25m全过程的平均速率为6 一质点沿直线做单向的运动，若前一半时间的平均速度为4 m/s ，后一半时间的平均速度为 6m/s ，求（ 1）整个过程的

7、平均速度大小；（ 2）其它条件不变，若物体前一半位移的平均速度为4m/s ，后一半位移的平均速度为6m/s ，则整个过程的平均速度大小是多少？【答案】 （1） 5 m/s（ 2） 4.8 m/s【解析】试题分析： （ 1）平均速度为总位移与总时间的比值，根据两段时间内的平均速度可求得总位移，再由平均速度公式可求得平均速度（ 2）根据前后两段位移及平均速度可求得两段时间；再由平均速度公式可求得全程的平均速度（1）设一半的时间为t ，由平均速度公式可得：x1v1t 、 x2v2t ，x1x2v1t v2tv1v25m / s则全程的平均速度 ： v22t22t（2）设一半的位移为x，则由平均速度公

8、式可得：t1xx、 t2v2v1则全程的平均速度为：v22x2v1v24.8m / st2v1 v2t1【点睛】对于平均速度一定要明确应采用位移与时间的比值进行求解，故应先想办法求出总位移和总时间，再来求平均速度7 一物体从O 点出发，沿东偏北30的方向运动10 m至A 点，然后又向正南方向运动5m 至 B 点(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹；(2)依据建立的坐标系，分别求出A、 B 两点的坐标；(3)求物体运动的位移、路程【答案】 (1)； (2) A 点的坐标： (53 m,5 m) ， B 点的坐标：(53 m,0) ； (3) 位移为 53 m，方向向东，路程为15 m【解

9、析】【分析】【详解】(1)坐标系如图所示，线OAB 为运动轨迹(2) xA5 3m， y =5m； xB5 3m， y =0ABA 点的坐标：（53m，5m），B 点的坐标： （53m，0m）(3)物体的位移为O 到 B 位移为：OA2AB2102525 3m方向向东 .路程为 10m+5m=15m 【点睛】本题的关键是根据几何关系确定B 点的位置，要求同学们能正确建立合适的坐标系.8 有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为500 g g10m / s2，以警醒世人，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，

10、将会达到这一数值.试问：1 一辆以 72km / h 的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车上，设大货车没有被撞动，汽车与大货车的碰撞时间为2.0 10 3 s ，汽车驾驶员是否有生命危险？2 若汽车内装有安全气囊，缓冲时间为1 10 2 s ，汽车驾驶员是否有生命危险？【答案】 （1）有生命危险（ 2）无生命危险【解析】试题分析：选汽车运动的方向为正方向(1)汽车的加速度： a 0v02.0203 m / s2104 m / s2t10因加速度大小为 104 m / s2500g ，所以驾驶员有生命危险(2)在装有气囊的情况下汽车的加速度 a 0 v0120 2m / s2 200

11、0?m / s2t 10因加速度大小为 2000m / s2500g所以驾驶员无生命危险考点：匀变速直线运动速度与时间的关系点评：速度变化相同，安全气囊可以延长碰撞时间，从而可以减小碰撞是的加速度9 如表所示是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点开出（下列所求速度单位均用：m/s ）（ 1） T107 次列车由北京西站开出直至到达聊城站，运行的平均速度是多少？（ 2） T107 次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速度是多少？（ 3） T108 次列车在 9 时 30 分的瞬时速度是多少？【答案】 (1)24.9m / s（ 2） 36.63m

12、/ s（ 3）瞬时速度为 0【解析】【详解】(1)由列车时刻表可得：5x1=350km=3.5 10mt 1=234min=1.404 410s则: v1x13.5105m/s24.9m/st11.404104(2)由列车时刻表可得：x2=178km=1.78 510mt 2=81min=4.86 310s则: v2x21.78105m/s36.63m/st24.86103(3)由列车时刻表可以看出：列车9： 28 到达聊城站， 9： 36 从聊城站开出，所以9：30 列车停在聊城站，瞬时速度为0【点睛】解决本题的关键掌握平均速度的求法，注意该题中的平均速度实际上等于平均速率的大小，根据路程与

13、时间的比值10 按照规定，汽车应慢速通过隧道某汽车在过隧道前将速度从25m/s 减小到 10 m/s ，然后匀速通过100 m 长的隧道，整个过程总共用了15 s 时间求汽车减速时的加速度【答案】 3 m/s 2【解析】汽车匀速通过隧道用时 t1x10s，v1由题意知减速时间故减速时的加速度度方向相反tt总t15s ，av1v03m / s2 ，即减速时的加速度大小为3 m/s2 ，方向与初速t11 如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m 到达电影院，继续行驶了150m 到达度假村，又向西行驶了950m 到达博物馆，最后回到超市，全程用时70s。以超市所在的位置为原点，以向东的方向为

14、正方向，用1 个单位长度表示100m ，试求：（ 1）在直线坐标系上表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置。（ 2）轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？（ 3）全程的平均速率和平均速度的大小分别是多少？【答案】（ 1）（2）位移为800m ，方向向西； 路程为 1100 m 。（ 3）平均速率和平均速度的大小分别为20 m/s ， 7.1 m/s 。【解析】【详解】（1）以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，则电影院的坐标为300 m ，度假村的坐标为450 m，博物馆的坐标为450m950m500m ，位置如图所示：（2）轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中位移x500m300m800m ，（负号表示方向向西)轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中路程s150m950m 1100m 。（3）全程的总路程s300m150m+9501400m平均速率， v1= s1400 m/s20m/s ；t70全程的总位移 x500m ；故平均速度