高考物理机械运动及其描述及其解题技巧及练习题(含答案)及解析

1、高考物理机械运动及其描述及其解题技巧及练习题( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 某十字路口的监控录像显示，一辆汽车在马路上行驶，t0 时，汽车在十字路口中心的左侧 20m 处；过了 2s，汽车正好到达十字路口的中心；再过 3s，汽车行驶到了十字路口中心右侧 30m 处如果把这条马路抽象为一条坐标轴 x，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为 x 轴的正方向（1）试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入表中.观测过 2s再过 3st 0 时时刻位置x x x 123坐标（2）说出前 2s 内、后 3s 内汽车的位移分别为多少？这5s 内的位移又是多少？【答案】 （1） 2

2、0m； 0； 30m（ 2） 20m； 30m ；50m【解析】【详解】（1）把马路抽象为坐标轴，因为向右为x 轴的正方向所以，在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值，原点右侧的点的坐标为正值，即x120m ， x20， x330m ；（2）前 2s 内的位移x1x2x1 020m20m ；后 3s 内的位移x2x3x230m0 30m ；这 5s 内的位移xx3x130m20m50m ；上述位移 x1 、 x2 和x 都是矢量，大小分别为20m 、30m 和 50m，方向都向右，即与 x轴正方向相同2某质点从x、 y 直角坐标系的原点出发，在第1s 内向 x 正方向运动6m ，在第 2s 内向

3、y正方向运动8m 求：（ 1）质点在这 2s 内的位移大小和方向；（ 2）质点在这 2s 内的平均速度大小【答案】（ 1）质点在这2s 内的位移大小为10m 和方向与x 轴正方向成53；（ 2）质点在这 2s 内的平均速度大小为 5m/s 【解析】试题分析：（ 1）位移是矢量，是由起点指向终点的有向线段，位移与物体运动路径无关（ 2）平均速度为位移与时间的比值解：（ 1）位移大小为两点的连线，即为x=方向为， =53，与 x 轴正方向的夹角为53（2）平均速度为v=答：（ 1）质点在这2s 内的位移大小为10m 和方向与x 轴正方向成53；（ 2）质点在这 2s 内的平均速度大小为 5m/s

4、【点评】解题关键是掌握位移是矢量，大小与始末位置有关，与路径无关；平均速度为位移与时间的比值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，

5、则路程 l=2r= 2cm=9420 2 cm（2）根据平均速度定义得vx14.2cm/s 平均速度方向是由a 指向 bt质点的平均速率为l47.1cm/svt24 在平直公路上，汽车以2m/s 的加速度加速行驶了6s，驶过了48m，求：（2）汽车开始加速时的速度大小；（3）过了 48m处之后接着若以1m/s2 大小的加速度刹车，则刹车后汽车在6s 内前进的距离【答案】（ 1） 8 m/s；（ 2）v2 m/s ；（ 3） 66m【解析】试题分析：（1）平均速度为：vx 48 m / s8m / st6（2）根据位移时间公式可得：x v0 t+1 at 22x1481得： v0at62 6m

6、/ s 2m / st22（ 3）加速 6s 后的速度为： v=v 0+at=2+26m/s=14m/s减速到零所需时间为：t v 14 sa减速 6s 通过的位移为： x vt -1 a t 2146 -1 162 m=66m22考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查匀变速直线运动基本公式的应用，在减速运动过程中明确减速到零的时间，难度不大。5 汽车在平直的公路上以 10m / s 作匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小为 2m / s2 ，则：1 汽车经 3s 的速度大小是多少？2 经 5s、 10s 汽车的速度大小各是多少？【答案】 4；0；0；【解析】【分析】一

7、定先算出刹车时间，作为一个隐含的已知量判断车是否已停下【详解】v010v3 v0at 10(1)刹车时间 t5s ，则 3 s 末汽车还未停下，由速度公式得a2m/s (2) 3 m/s 4 m/s(2)5 s 末、 10 s 末均大于刹车时间，汽车已经停下，则瞬时速度均为0【点睛】本题注意汽车减速运动问题要注意判断汽车减速到零所用的时间，减速到零后汽车就不再继续运动6 如图所示，一质点沿半径为r20cm 的圆周自 a 点出发，逆时针运动2s，运动 3 圆4周到达 b 点，求：（计算结果保留三位有效数字）（ 1）质点的路程（ 2）质点的位移（ 3）质点的平均速度（ 4）质点的平均速率【答案】（

8、 1） 0.942m （ 2） 0.283m ，方向由a 点指向 b 点（ 3） 0.142m/s ，方向是由 a 指向 b （ 4） 0.471m/s【解析】【详解】（1） 20cm0.2m，质点的路程为质点绕3圆周的轨迹长度，4则 l32 r32 3.14 0.2m 0.942m 44（2）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：xr 2r 22r0.283m ，位移方向由a 点指向 b 点（3）根据平均速度定义得：x0.283m/s0.142m/st2平均速度方向是由a 指向 b .（4）质点的平均速率为l 0.942 m/s 0.

9、471m/st27 一个质点以某一恒定加速度沿直线从a点加速运动到b, a点时速度为3 m/s,到b点 在点时速度变为 12 m/s, 此过程历时6 s;到 b 点后又以另一恒定加速度沿直线减速运动到c 点并停下来 ,此过程历时 6 s.求 :(1)从 a 点到 b 点过程中加速度的大小 ;(2)从 b 点到 c点过程中的加速度.【答案】（ 1） 1.5m / s2 （ 2） 2m / s2方向由 c 到 b【解析】试题分析：根据加速度定义式求出a 到 b 和 b 到 c 点过程中的加速度 （1）根据加速度定义式可得a 到 b 过程中的加速度为：av 12 3 m / s21.5m / s2

10、，方向与初速度方向一致t 6（ 2）根据加速度定义式可得 b 到 c 过程中的加速度为：av0 12 m / s22m / s2 ，方向与初速度方向相反 t6点睛 ：本题主要考查了加速度的基本计算，属于基础题8 一辆汽车沿平直的公路单向行驶，从a 处行驶到 b 处用了 60s， a、 b 两地相距900m；在 b 处停留 30s 后沿原路返回，用了45s 到达 a、 b 的中点 c 处问：（ 1）这辆汽车前 60s 内的平均速度是多少？（ 2）这辆汽车从 a 处到 c 处的平均速率是多少？【答案】 （1） 15m / s（ 2） 10m / s【解析】【分析】此题关键是知道平均速度等于位移与时

11、间的比值，平均速率为路程与时间的比值 ，抓住定义即可解答 .【详解】（1）前 60s 的平均速度为： vx 900 m / s15m / st60xx900 450 m / s10m / s（2）汽车从 a 处到 c 处的平均速率为：v2tt0t 60 30 459 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

12、度是多少？【答案】 (1)24.9m / s（ 2） 36.63m / 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: v1x13.51054m/s24.9m/st11.40410(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

13、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，根据路程与时间的比值10 甲、乙两辆汽车相距 600m，并分别以 10m/s 和 20m/s 的速度在一条平直公路上相向行 驶，在两汽车间有一只小鸟以 20m/s 的速率往返飞翔，这只小鸟从汽车甲前端开始，飞向汽车乙，遇到汽车乙前端时又立即掉头飞向汽车甲，如此往返飞行，直到两汽车相遇，求：(1)这只小鸟飞行的路程；(2)这只小鸟飞行的平均速度【答案】 (1)400m (2)10m/s【解析】【分析】【详解】（1）设两车相距d600m ， v110m/s ， v220m/s ，相遇时间为t ，则两车相距为：dv1tv2t这只小鸟飞行的路程

14、为：s v3t联立，代入数据可以得到：s 400m ；（ 2）小鸟飞行的位移等于甲车前进的位移，即：xv1t则小鸟飞行的平均速度为： xv t代入数据整理可以得到：v10m/s 11 某物体沿一条直线运动：（1）若前一半时间内的平均速度为 v1，后一半时间内的平均速度为 v2，求全程的平均速度（ 2）若前一半位移的平均速度为 v1，后一半位移的平均速度为 v2，全程的平均速度又是多少？中国首艘航空母舰 “辽宁 ”号交付海军服役后，进行了舰载机起降等多项科学实验，使我国海军力量不断发展壮大若在某次海上军事演习中，一艘驱逐舰以90km/h 的速度追赶在它前面 120km 处正向同方向匀速航行的航空

15、母舰，驱逐舰总共追赶了270km 才赶上，则航空母舰的舰速为多大？【答案】 （1）v1v22v1v2v2； 50km/h（2） v1 v2【解析】【分析】由速度公式的变形公式求出前一半时间通过的路程和后一半时间通过的路程，然后由平均速度公式求出全程的平均速度；由速度公式的变形公式求出汽车的运动时间，然后由平均速度公式求出全程的平均速度；先根据快艇的速度和行驶距离求出所用时间，用快艇行驶的距离减去快艇和航空母舰原先的距离就等于航空母舰的行驶距离，根据速度公式即可求出【详解】（1）设全程的时间为2t ，前一半时间通过的位移x1v1t ，后一本时间通过的位移： x2v2 t ，全程的平均速度： vx

16、1x2v1t v2tv1v2 ；2t2t2（2）设甲乙两地间的距离是2x ，则前半段与后半段的位移都是x，由x得汽车的运动时间：t1xxv， t2，tv1v22x2x2v1v2tt1t 2 ，全程的平均速度：vxv1 v2 ；总的运动时间：t1 t2 xv1v2s，快艇和航空母舰的运动时间为s1270km3h ；根据公式 vt90km / htv1航空母舰走的距离为s2270km 120km150km ，v2s2150km军舰的速度为：t50km / h 3h【点睛】本题考查了求汽车的平均速度问题，熟练应用平均速度公式及其变形公式即可正确解题，解题时要注意，平均速度是物体的路程与所用时间的比值，求平均速度应先求出路程与所对应的运动时间12 2008 年 5 月 12 日汶川大地震造成山体滑坡，形成了大量的堰塞湖，由于连日阴天下雨，堰塞湖内积存了大量