高中物理机械运动及其描述练习题及答案及解析

1、高中物理机械运动及其描述练习题及答案及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 .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,依次进行下

2、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.由以上分析得路程与=2町+ * + £3 + $4 +门，代入数据后得到 刖=向叫.位移大小 = Od=Wm-往返过程中共经过出发点 O处5次(不包 括出发点).2 .如图所示为一种运动传感器工作原理示意图.这个系统工作时固定的测速仪向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被测速仪接收根据发射与接收超声波脉冲的时间差可以得到测速仪与运动物体的距离 .某次试验时，G=0时刻，测速仪发出一个超 声波脉冲，脉冲波到达做匀加速直线运动的实验小车上，经过 A t1=0.10s测速仪收到反射 波；t2=1s时发

3、出第二个脉冲，此后经过 A t2=0.08s收到反射波；t3 =2s时发射第三个脉 冲，又经过 A t3 =0. 04s收到反射波已知超声波在空气中传播的速度是v=340m/s,求：淮仪实依小车计如机二叮.”血脸-L(1)实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离和平均速度大小；(2)实验小车的加速度大小.【答案】(1)3.43m/s (2) 3.56m/s2【解析】(i)由题意得，实验小车在ti t1时刻接收到第一个脉冲，设此时实验小车距测速仪2有t1cx1 v2实验小车在t2 上时刻接收到第二个脉冲，设此时实验小车距测速仪X2,有2t2X2 v2设实验小车在接收到第一个和第

4、二个脉冲波之间的时间内运动的距离为Axi,则有&1 =X1 X2由式可得实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离Axi=3.4m设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间间隔为A,有t (t2 当(ti W1)22设这段时间内的平均速度为v1 ,则有v1 = x1由式可得这段时间内的平均速度为Vl=3.43m/s(2)依第(1)问同理可得实验小车在接收到第三个脉冲波时实验小车距测速仪为t36x3 v2实验小车在接收到第二个和第三个脉冲波之间的时间内运动的距离为AX2=X2 X3 这段时间内的平均速度 K=T 时刻的瞬时速度(ii)由匀变速直线运动的规律可知，做匀

5、变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中 间时刻的瞬时速度.所以V1为+' tiV2 为 +'t22)他 史时刻的瞬时速度2(i2), v由a 可得：a(i3)v v2 v)一一-"t t2 ti由(i3)式可得a=3.56m/s23.在上海的高架道路上，一般限速80km/h。为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈 A和B,当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车(在本题中可看作质点)匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为t;经微型计算机处理后得

6、出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。匚口微型计算机'L 亡数据采失器(1)根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式v (2)若L 7m , t 0.3s,则照相机将 工作。(选填“会”或“不会”)1微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表 达式：Lv 一t2根据V 彳得：L770v km/h - km/h126km/h >80km/h ,t 0.33故超速，故照相机会工作.4 .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 ,

7、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】一 + V010(1)刹车时间t a "2" 5s，则3 s末汽车还未停下，由速度公式得V3=v0+at = 10m/s + ( 2) x 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.:1 s小球上1.25 m处位5 .如图所示，小球从高出地面 h=

8、15 m的位置，在t=0时刻竖直向上抛出，经0.5 s刚好经过距最高点升到距抛出点5 m的最高处，之后开始竖直回落，经 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:r=r/-/t = 5-= 3.75m所以前1.5s内平均速度x 3.75v = -= -m/s =J aifaJ1(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s 25V -m/s = R.3m/saa6 . 一辆汽车沿直线公路以速度 V1

9、行驶了 .'的路程，接着以速度 v2=20km/h跑完了其余的“ 的路程，如果汽车全程的平均速度v=27km/h ,则V1的值为多少km/h?【答案】90km/h【解析】1设全程为s,前3路程的速度为V1|1_ s前.路程所用时间为 3打! 叱算后“路程所用时间为 $/3s全程平均速度 1，t=tl+t2解得：vi=90km/h .【点睛】此题考查的是平均速度计算公式的应用，需要清楚的是：平均速度等于总路程除 以总时间，不等于速度的平均.7 . 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

10、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】x 900(1)刖60s的平均速度为： v = m/s= 15m / st 60(2)汽车从A处到C处的平均速率为:t t0 t'900 45060 30 45m/ s= 10m/ s8. 一质点沿x轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表:小0,04耻060JOO.T£H. 14otii-也皤xfmi*，训昌瑞姆24则

11、求:Mm1根据表中数据画出 x t图象;2质点在0.06s末的瞬时速度;3质点在0 0.16s内的平均速度.【答案】【解析】【分析】【详解】(1)把表中数据描到坐标系中并连线，如图所示3m(2)由于物体沿X轴正方向运动，在 0.06s至ij 0.10s位于x轴上同一位置，v 0,_ x(3)由 v ； x xt x0 18cm ； t, 9 质点在0 0.16s内的平均速度 v m/s8故本题答案是:(1)(2) 0 (3) - m/s 8准确的描点连线，并从图像上找到需要的物理量即可.9.如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过 B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)，最

12、后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据.(可以认为在斜面上是初速为零的匀加速运动，在水平面上是匀减速运动，重力加速度g=10m/s2)求：(1)在斜面上的加速度大小(2)物体在水平面上加速度大小(3) t=0.6s时的瞬时速度v.【答案】(1) 5m伊(2)2m便 【解析】Av的二市"5岫Av值2 =汨=2m/i2【详解】(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度大小为：(2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为: (3)设物体在斜面上到达 B点时的时间为tB,则物体到达B时的速度为：VB=aitB 由图表可

13、知当t=1.2s时，速度v=1.1m/s ,此时有：v=VB-a2(t-tB)联立代入数据得：tB=0.5s, vB=2.5m/s所以当t=0.6s时物体已经在水平面上减速了0.1s,速度为v=2.5-0.1 X2=2.3m/s.【点睛】本题考查一个物体参与多个过程的情况，对于这类问题要弄清各个过程的运动形式，然后 根据相应公式求解.10 .甲骑车以10千米每小时由西向东做匀速直线运动，同时乙也骑车以相同的速度在另一地点从北向南做匀速直线运动，已知甲在上午九点整恰好通过交叉路口O点后继续前行,此时乙距离。点还有半小时的路程，问在甲、乙的运动过程中什么时刻相距最近且最近的 距离为多少千米？【答案

14、】上午九点十五分甲、乙相距最近，最近距离为5Jkm.2【解析】【分析】【详解】依题意知，当甲经过 。点时，乙离。点还有半个小时的路程即 5千米远，此后，他们之间的距离将继续减小，过了某个时刻后又增大；以甲过。点时刻为计时起点，则经过时间t有s = . x y ；代入后1h 15min时s取小,4x= 10t(km)及y=5- 10t( km);根据勾股定理可知，甲和乙之间的距离. 4可得 s J（i0t）2（5 i0t）25j814T7,则当 t2-8(即此时为上午九点十五分)，距离的最小值为Smin 5km .2m 111 .某物体沿一直线运动，在第一个号时间内平均速度是吗，第二个与时间内平

15、均速度是叫第三个号时间内平均速度是吗.(i)全程的平均速度是多少？i1v2,完(2)仍为此全程，若完成的位移时平均速度是 vi,完成中间$的位移时平均速度是II成最后G的位移时平均速度是廿八全程的平均速度是多少？口+吗+廿36U口答案3即2+孙%+ 3也也【解析】【详解】1(i)设全过程所用的时间为 " ,前"时间的路程为$1 二门,1中间时间的路程为52二廿M 后三时间内的成为恒l?E+l/”+廿式 丹+沙之+吟岁=-则全过程的平均速度为：3 f(2)设全程为6 S完成最后F路程的时间为安6 S6也也门& 所以整个过程的平均速度为：口 +改+门 力+ 2力%十3也火。【点睛】设全程为3t或6S,可以得到全程所用时间、各段路程所用时间，求出全程的平均速度12. 一小车正以6m/s的速度在水平地面上运动，如果小车以2m/s2的加速度做加速直线运动，当小车速度增大到10m/s时，经历的时间是多少？