高考物理机械运动及其描述解题技巧(超强)及练习题(含答案)一

1、高考物理机械运动及其描述解题技巧( 超强 ) 及练习题 ( 含答案 )(1)一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 李小华所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向北走80 m ，再向东走60 m 就到了他所在的教室（1）请你画出教室的位置(以校门口为坐标原点，制定并画出适当的标度)；（2）求从校门口到教室的位移3(已知 tan 37 = )4【答案】 （1）（ 2）从校门口到教室的位移大小为100 m，方向北偏东 37.【解析】【分析】【详解】（1）根据题意，建立直角坐标系， x 轴正方向表示东， y 轴正方向表示北，则教室位置如图所示：（2）从校门口到教室的位移x802602 m=1

2、00m设位移方向与正北方向的夹角为，则603tan37804即位移的方向为北偏东372 在运动场的一条直线跑道上，每隔5m 放置一个空瓶子，运动员在进行折返跑训练时，从中间某一瓶子处出发，跑向最近的空瓶，将其扳倒后返回，再扳倒出发点处的瓶子，之后再折返跑到最近的空瓶，将其扳倒后返回，依此下去，当他扳倒第6 个空瓶时，他经过的路程是多大？位移是多大？从中间某一瓶子处出发后，他再经过出发点几次？【答案】路程80m ；位移 10m；再经过出发点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，扳倒空瓶后又跑向位置 c，扳倒空瓶再跑向位置 b，依次进

3、行下去，当他扳倒第 6 个空瓶时应在位置 d 处，据此可求出运动员的总路程和位移由以上分析得路程，代入数据后得到位移大小；往返过程中共经过出发点o 处 5 次（不包括出发点）3 如图所示，实心长方体木块abcd abcd 的长、宽、高分别为a、 b 、 c，且a b c.有一小虫自 a 点运动到 c 点，求：12小虫的位移大小；小虫的最小路程【答案】（ 1） xa2b2c2（ 2） sa22b c【 解 析 】1质 点 从a运 动 到 c 的 位 移 大 小 等 于a 、 c 连 线 的 长 度 ， 为xac ac 2cc 2a2b2c22 由于 abc ，所以将矩形bcc b 转至与前表面在

4、同一平面，a、 c 连线的长度为从 a 运动到 c 的最短路程，即 sa2 (b c)2 ；答：1 小虫的位移大小为a2b2c2 ；2小虫的最小路程为a2(bc)2点睛：位移的大小等于首末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度，当两点之间沿直线距离最短，路程最短在计算位移时，注意将立体转成平面后再计算.这种解题的思维方法，在以后的题目中用得不多，但将立体图形展开求解最短路程的方法却可以开拓视野，提高能力4 某一长直的赛道上，有一辆 f1 赛车，前方 200m处有一安全车正以 10m/s 的速度匀速前进，这时赛车由静止出发以 2m/s2 的加速度追赶安全车，求：（ 1）赛车出发 3s 末的瞬时速度大

5、小；（ 2）赛车追上安全车之前与安全车相距的最远距离；（ 3）当赛车追上安全车时，赛车的速度大小【答案】（ 1） 6m/s（ 2） 225m（ 3） 40m/s【解析】试题分析：（ 1）赛车出发3s 末的瞬时速度大小v1=at 1=2 3m/s=6m/s（2）当赛车的速度与安全车的速度相等时，相距最远，速度相等经历的时间t2 v 10 s5s ，此时赛车的位移x1 v2 100m25ma 22a4安全车的位移 x2=vt 2=105m=50m，则相距的最远距离x=x2+200-x 1=50+200-25m=225m（3）设经过 t时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：12vt3at3 2003

6、2代入数据解得 t=20s3此时赛车的速度v3=at 3=40m/s考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解，知道速度相等时相距最远。5 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

7、，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/svt6 如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，这个系统由a、 b 两个小盒组成，a 盒装有红外线发射器和超声波发射器，b 盒装有红外线接收器和超声波接收器a 盒固定在向右运动的小车上，b 盒固定在滑轨上测量时a 向b 同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲， b 盒接收到红外线脉冲时，开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为

8、 t1，空气中的声速为 v0（红外线的传播时间可以忽略）求：（1） a 与 b 之间的距离为多少？（2）经过短暂的t 时间后，进行第二次测量，此次的时间差为t 2，则小车向右运动的速度为多少？【答案】 （1） x1 v0t1（ 2） vv0 (t2 t1)t【解析】【分析】【详解】（1） a、 b 间的距离为 x1v0t1（2）同理可知：进行第二次测量时，a、 b 间的距离为 x2 v0t2x2x1根据速度的定义可得：小车运动的平均速度为vt解得：v0 (t2 t1 )vt因为tv0 (t2 t1 )很短，所以小车的速度为vt7 某人从 a 点出发，先以4m/s 的速度向东走了20s，到达 b

9、 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：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8 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

10、速度大小v1 v22v1v2【答案】（ 1）（ 2）2v1 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 st1 t2 2v1v2联立解得： v v2v19 升降机由静止开始以加速度a1 匀加速上升 2s，速度达到 3m/s ，接着匀速上升10s，最后再以加速度 a2 匀减速上升3s 才停下来求：(1)匀加速上升的加速度大小

11、a1 和匀减速上升的加速度大小a2 ；(2)上升的总高度 h【答案】 （1） 1.5m/s 2（ 2） 1m/s 2（ 3）37.5m【解析】试题分析：根据题意，升降机运动由3 个阶段组成：以a1 的加速度匀加速上升t 1=2s；以v=3m/s 的速度匀速上升 t 2=10s；以 a2 的加速度减速上升t3=3s，最后静止(1)由加速度公式得；(3)由匀变速位移公式及匀速运动位移公式s=vt 得：考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】本题也可以画出速度时间图像解题，根据图像的斜率求解加速度，根据围成的面积表示位移求解上升高度，关键是对公式灵活掌握，明确已知哪些物理量，让求哪些物理量，

12、基础题10 如图所示， m99 是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪步枪枪管中的子弹从初速度为 0 开始，经过0.002 s 的时间离开枪管被射出已知子弹在枪管内的平均速度是600m/s ，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s ，射出过程中枪没有移动求：(1)枪管的长度；(2)子弹在射出过程中的平均加速度【答案】 (1)1.2m(2)65m/s10 2，方向与子弹的速度方向相同【解析】（ 1）枪管的长度（ 2）根据加速度的定义式得：方向与子弹的速度方向相同综上所述本题答案是：（ 1）枪管的长度为1.2 m；（ 2）子弹在射出过程中的平均加速度的大小为，方向与子弹的速度方向相同11 如图所示，

13、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s150m950m1100m 。（3）全程的总路程s300m150m+9501400ms140020m/s ；平均速率，v1=m/st70全程的总位移 x500m ；故平均速度 :v2 = x500 m/s7.1m/st70负号说明平均速度的方向向西。12 某运动员在百米直线跑道上