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1、高考物理机械运动及其描述练习题一、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1.6m / s2 ，足球在草地上运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】试题分析：（1）根据加速度公式 av v08670m / s2 ，方向为球踢出去的方0.2t向（2）足球运动的时间tv8 s8s ，a
2、1运动的位移 s1at 211.6 8251.2m22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 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
3、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 10s5s ，此时赛车的位移x1 v2 100 m25ma 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：12at3 200 vt332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
4、等时相距最远。3 如图所示是一辆汽车做直线运动的x t 图象（ 1）求 OA 和 CD段汽车运动的速度（ 2）求前 3 小时的平均速率和 4 小时内的平均速度【答案】 （1） 15km/h ； -30km/h （ 2）10km/h ； 0【解析】【分析】【详解】（1） x-t 图像的斜率表示运动的速度，故OA 段的速度为 vOA15 km / h 15km / h1CD 段的速度为 vCD0 30 km / h30km / h1（2）由图可知，前三小时内的位移为30km，所以平均速率x30v110km / ht34 小时内的位移为0，所以 4 小时内的平均速度为 04 一质点沿直线做单向的运动
5、，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 x2v1t
6、v2t v1v25m / 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：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5 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v1 v22v1v2【答案】（ 1）（ 2）2v1 v2【解析】【详解】（1
7、）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 2S2v2T2S1S2则全程的平均速度为：vT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：T1 2T22v1v2S则全程的平均速度：v T1 T2 2v1v2联立解得： v v1v26 一个篮球从高的篮筐上由静止开始下落，经落到水平地面上，速度，然后以反弹，经达到最高点，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
8、平均速度的大小和方向【答案】（ 1） 1.56m/s（ 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，方向竖直向上；（ 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 ；则平均速度，方向向下 .7 如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆讨论并回答下列几个问题。（ 1）教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？（ 2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？（ 3）测量其所跳高度时，能否看成
9、质点【答案】（ 1）不能（ 2）能（ 3）能【解析】【详解】（ 1）不能，纠正动作不能忽略运动员的形状大小和形状，因此不能看成质点（ 2）能，分析运动员的助跑速度时，运动员的大小和形状对分析问题影响很小，可以看成质点（ 3）能，分析运动员的所跳高度时，可以忽略运动员的大小和形状，可以看成质点8 如图中的三条直线描述了a 、b、 c 三个物体的运动通过目测，判断哪个物体的加速度最大，并说出根据，然后根据图中的数据计算它们的加速度大小，并说明加速度的方向【答案】 a 物体加速度最大，因为斜率最大aa=0.625 m/s2 ，ab =0.083 m/s 2， ac= 0.25m/s 2， aa 、a
10、b 与速度方向相同，ac 与速度方向相反【解析】【详解】a 的斜率最大，加速度最大由图象的数据可得到：aa2.50 m / s20.625m / s2 ， ab2.52m / s20.083m / s2 ，6260ac02 m / s20.25m / s2.8aa、 ab 与速度方向相同，ac 与速度方向相反9 某运动员在百米直线跑道上从A 点以8 m/s的速度跑了80 m到B 点，然后从B 点返回又以2 m/s的速度走了20 m到C 点，求这个运动员从A 到C 的平均速度大小和平均速率各是多少？【答案】 3 m/s ; 5 m/s【解析】【详解】从 A 到 B 的时间；从 B 到 C 的时间
11、；则运动员从A 到 C 的平均速度大小：；平均速率大小：【点睛】题主要考查了平均速度及平均速率的计算，明确平均速度是位移和时间的比值；平均速率等于路程和时间的比值，是基础题。10 足球运动员在罚点球时，球获得25m / s 的速度并做匀速直线运动，设脚与球作用时间为 0.1s ，球又在空中飞行0.4s后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为0.1s，且球被挡出后以 10m / s 沿原路返弹，求：1 罚球瞬间，球的加速度多大？2 接球瞬间，球的加速度多大？【答案】 (1) 250m/s 2；(2) 350m/s2【解析】【详解】（1）由加速度公式， aVv得：设定初速度的方向为正方向，V t罚
12、球瞬间，球的加速度为：a1 Vv25 0250m / s2V t0.1（2）守门员挡球瞬间，球的加速度为：a2Vv10 25350m / s2V t0.1负号表示加速度方向与初速度方向相反【点睛】本题属于加速度定义式的运用，很多同学，不注意速度的方向，属于易错题速度与加速度均是矢量，速度变化的方向决定了加速度的方向，却与速度方向无关11 如图所示，两列长度均为L0 的快车和慢车沿着同一直轨道同向匀速行驶，当慢车头到避让区起点C 时，快车头与慢车尾的距离为L1，且快车的速度是慢车速度的2 倍为避免撞车，慢车要进入避让区CD 轨道进行避让若两车都不减速，L1 至少应为多少？避让区长度 L2 至少为
13、多少？ (设避让区轨道 CD 平行于轨道 AB，且弯曲部分 AC、 BD 很短，可忽略不计 )【答案】 L1 至少应为L0， L2 至少应为3L0【解析】【分析】根据位移时间关系和速度时间关系分析避让区的时间关系，关键是根据几何关系分析位移关系，再由速度位移关系求解即可 【详解】由题意可知，在避让过程中，两车的重叠部分必须始终处于避让区分析可知，要想恰好不相撞，慢车车尾通过A 点时，快车车头正好到达A 点；慢车车头到达 B 点时，快车车尾正好通过 B 点对慢车通过A 点过程，快车的位移为L1 L0，由二车运动时间相等，有L0L1L0，解得 L1 L0对快车通过轨道 AB 的过程，由二车运动时间
14、相等，有v2vL2L0L2L0，解得2010202vvL 3L ，即 L 至少应为 L ， L 至少应为 3L 【点睛】本题关键是由题意确定两车运动的位移关系，由匀速直线运动的位移关系分析即可12 如图所示为A、 B、 C 三列火车在一个车站的情景，A 车上的乘客看到B 车向东运动，B 车上的乘客看到C 车和站台都向东运动，看 A、 B、C 三列火车各向什么方向运动？C 车上的乘客看到A 车向西运动站台上的人【答案】 A 车向西运动； B 车向西运动； C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比 A、 B 的速度都小【解析】由 B 车上的乘客看到站台向东运动，可判断B 车向西运动；由A 车上的乘客看到B 车向东运动，说明A 车也向西运动且速度大于B 车速度；C 车上的乘客看到A 车向西运动，则C车有三种运动情况，C 车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、 B 的速度都小