高考物理机械运动及其描述解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析一

1、1.6m / s2 ，足球在草地上运高考物理机械运动及其描述解题技巧讲解及练习题( 含答案 ) 及解析 (1)一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1我校足球运动员李同学在做足球训练时，将一个以6m/s 迎面飞来的质量为0 4kg 的足球，以 8m/s 的速度踢出，求：（1）若踢球的时间为0 2s，则李同学发球时足球的平均加速度的大小和方向（2）足球被提出后沿草地作匀减速直线运动，加速度大小为动的时间和位移的大小【答案】（ 1） 70m / s2 ，方向为球踢出去的方向（ 2） 8s 51.2m 【解析】1）根据加速度公式av v086试题分析：（70m / s2 ，方向为球踢出去的方t0.

2、2向（2）足球运动的时间 tv8 s8s ，a1运动的位移 s1at 211.68251.2m22考点：考查了平均速度，加速度的计算【名师点睛】根据加速度的定义式求出足球的平均加速度根据速度时间公式求出足球在草地上运动的时间，根据平均速度的推论求出足球的位移2如图，光滑的水平面上放置质量均为m=2kg 的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）甲车上带有一半径 r=1m 的 1/4 光滑的圆弧轨道，其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接，乙车上表面水平，动摩擦因数= ，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m0=1kg 的小滑块p（可看做质点）从圆弧顶端

3、a 点由静止释放，经过乙车左端点（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块求：b 后将弹簧压缩到乙车上的 c 点，此时弹簧最短 p 弹回，已知 b、 c 间的长度为 l=15m，（1）滑块 p 滑上乙车前瞬间甲车的速度v 的大小；（ 2）弹簧的最大弹性势能 epm；（ 3）计算说明滑块最终能否从乙车左端滑出，若能滑出，则求出滑出时滑块的速度大小；若不能滑出，则求出滑块停在车上的位置距c 点的距离【答案】（ 1） 1m/s （2） 10 j （ 3）不能滑出， 1m3【解析】试题分析：（ 1）滑块下滑过程中水平方向动量守恒，机械能守恒：解得：，（2）滑块滑上乙车后，由动量守恒定律得：由能量守恒定律

4、有：解得：（3）设滑块没有滑出，共同速度为，由动量守恒可知由能量守恒定律有：解得： l，所以不能滑出，停在车上的位置距c 点的距离为1m考点：动量守恒定律；能量守恒定律【名师点睛】此题考查了动量守恒定律及能量守恒定律的应用；正确分析物体的运动过程，把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键，也是应培养的基本能力本题解题务必要注意速度的方向3 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】（ 1） 0.942m （ 2）

5、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 0.471m/st24 一质点沿直

6、线做单向的运动，若前一半时间的平均速度为度为 6m/s ，求4 m/s ，后一半时间的平均速（ 1）整个过程的平均速度大小；（ 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 ，x1

7、x2v1t v2tv1v25m / s则全程的平均速度 ： v22t22t（2）设一半的位移为x，则由平均速度公式可得：xxt1、 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5 某人从 a 点出发，先以 4m/s 的速度向东走了 20s，到达 b 点，接着以 2m/s 的速度向北又走了 30s，到达 c 点，求此人在这 50s 内的平均速率和平均速度的大小【答案】平均速度为2m/s ；平均速率为【解析】【详解】由题意可知，此人在 50 内的路程为

8、：此人在 50 内的位移大小为：2.8m/s，则平均速率为：，平均速度的大小：【点睛】位移等于首末位移的距离，由几何关系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移与时间的比值平均速率等于路程与时间的比值6 为测滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，滑块匀加速先后通过两个光电门，遮光时间分别为t10.30s ，t20.10s ，滑块经两光电门的时间间隔为t 2.0s 求：（ 1）滑块的加速度多大？（ 2）两光电门间距离为多少？【答案】 (1) 0.1m / s2(2)0.4m【解析】【分析】【详解】（ 1）根据题意，遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动，则遮光板通过第一个光

9、电门的速度： v1=d/ t 1遮光板通过第二个光电门的速度：v2=d/ t 2故滑块的加速度a= v/ t=0.1m/ s2（2）滑块在两光电门间的平均速度：v1v20.10 0.30v20.20 m / s2两光电门间距离 ： x vt 0.20 20.40m7 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，求全程的平均速度大小（ 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，求全程的平均速度大小【答案】（ 1） v1v2 （ 2）2v1v22v1 v2【解析】【详解】（1）设物体前一半时间的位移为s1，后一半时间的位移为

10、s2 ，全程用时为tt则 s1v1 2ts2v2 2则全程的平均速度为：vs1s2t联立解得： vv1v22（2）设物体前一半位移所用时间为t1，后一半位移用时t2 ，全程位移为sss根据运动学公式，有：t12t22v1v2则全程的平均速度：v st2 t1 2v1v2联立解得： v v1v28 一个篮球从高度，然后以的篮筐上由静止开始下落，经反弹，经达到最高点落到水平地面上，速，已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s，求：(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小；(2)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向；(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小和方向【答案】（1） 1.56m/s

11、（ 2） 80m/s2，方向竖直向上；（3） 0.66m/s，方向向下.【解析】【详解】（1）下落过程的平均速度（2）设向下为正方向，则与地面碰撞过程中向上；（3）全程的位移x=3.05-1.23=1.82m ；全程的时间t=1.95+0.5+0.3=2.75s ；，方向竖直则平均速度，方向向下 .9 一篮球从高 h1=3.05m 高处由静止开始下落，经1=1s 落到地面速度为1tv =9m/s ，篮球与地面碰撞的时间为t=0.2s，然后以 v2=-5m/s 速度反弹，经t 2=0.5s 达到最高点 h2 =1.35m处，求 ：（ 1）篮球在空中下落的平均速度大小和方向（ 2）篮球在与地面碰撞

12、过程的加速度大小和方向（ 3）篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度大小和方向【答案】 （1） 3.05m / s 方向为竖直向下（2） 70 m / s2方向竖直向上（ 3） 1m / s 方向为竖直向下【解析】【分析】x根据平均速度公式可知v，注意求解全过程平均速度时应该是全过程的位移与总时间t的比值；根据加速度公式求解加速度，注意各矢量的方向性的问题；【详解】（1）根据平均速度公式可知篮球在空中下落的平均速度为：v1 h13.05 m / s 3.05 m / s ，方向为竖直向下；t11（2）以初速度 v1 为正方向，即 v19m / s ， v25m / s ， t0.2s根据加

13、速度定义式可以得到：av v2v15m / s 9m / s70 m / s2 ，即加速度tt0.2s大小为 70m / s2 ，方向竖直向上；（3）根据平均速度公式可知全程平均速度为：h1h23.05m1.35m1m / s ，方向为竖直向下v2t t21s 0.2s 0.5st1 +【点睛】本题考查加速度及平均速度公式，要注意明确各矢量的方向，平均速度等于位移与时间的比值，对于全过程的平均速度等于总位移与总时间的比值，总时间包括与地面的碰撞的时间，这是本题需要注意的地方10 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

14、/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 / 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：25x =178km=1.78 10mt 2=81min=4.86 310s则:

15、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，根据路程与时间的比值11 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】t1x汽车匀速通过隧道用时10s，v1由题意知减速时间 tt总t1 5s ，故减速时的加速度

16、av1 v03m / s2 ，即减速时的加速度大小为3 m/s2 ，方向与初速t度方向相反12 2018 年 10 月 11 日俄美两国宇航员搭乘 “联盟 ” ms 10 飞船前往国际空间站，在火箭发射升空位于万米高空时，突然出现严重故障。火箭出现故障后，系统逃生机制自动启动。在紧急逃生机制启动后，宇航员所在的载员舱立刻和火箭上面级脱离，坠入大气层。逃逸系统激活后，飞船在大约50 千米高度与火箭分离，最后在地表成功着陆，这是人类历史上首次成功的整流罩逃逸。某校stem空间技术研究小组对信息收集整理后，对整流罩逃逸下落的最后阶段简化如下：返回舱沿竖直方向下落，某时刻打开主伞，产生3.6104n的阻力，使返回舱经过36s 速度由80m/s匀减速至8m/s，此后匀速下落，当返回舱下落到离地高度1m时，反冲发动机点火，产生向上的1.2105n 的恒定推力（此时主伞失效，空气阻力不计），最终返回舱以低速成功着落，g 取10m/s 2。（ 1）求打开主伞匀减速阶段的加速度大小；（ 2）求返回舱的质量；（ 3）求返回舱最终的着陆速度。【答案】（ 1） 2m/s 2（ 2）3000kg （ 3）2m/s【解析】【详解】（1）打开主伞