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1、高考物理机械运动及其描述解题技巧及练习题( 含答案 )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） 20m； 0；
2、 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 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
3、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x AC 2a2b2c2AC CC 22 由于 abc ，所以将矩形BCC B 转至与前表面在同一平面，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
4、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3 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， t1 =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t1 =0.10s 测速仪收到反射波； t2 =1s 时发出第二个脉冲，此后经过t2 =0.08s 收到反射波；t3 =2s 时发射第三个脉冲，又经过t3 =0. 04s 收到
5、反射波已知超声波在空气中传播的速度是v=340m/s ，求：(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/s 2【解析】(1)由题意得，实验小车在 t1t1 时刻接收到第一个脉冲，设此时实验小车距测速仪x1 ，2有x1v t12实验小车在 t2t 2 时刻接收到第二个脉冲，设此时实验小车距测速仪x2，有2x2t2v2设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为x1，则有x1 =x1x2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x1 =3
6、.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t ，有t (t2t2 ) (t1t1 )22设这段时间内的平均速度为v1 ，则有 v1 =x1t由式可得这段时间内的平均速度为v1 =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x3v t32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x2 =x2x3 这段时间内的平均速度 v1=x2t由匀变速直线运动的规律可知，做匀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(t1t1)(t2t2)为 t122时刻的瞬时速度(11)2v2 为 (t2t
7、2 )(t3t3 )时刻的瞬时速度(12)22t22由 avv=v2v1(13)可得： attt2t1由 (13)式可得 a=3.56m/s 24 在平直公路上，汽车以2m/s2 的加速度加速行驶了6s，驶过了48m，求：（ 1）汽车在 6s 内的平均速度大小；（ 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 22得： v
8、0 x1 at 4812 6m / s 2m / st262（ 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 -1a t 2146 -1162 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 计算物体在下列时间段内的加速度(1)一辆汽车从车站出发做匀加速直线运动,经10 s 速度达到108 km / h；(2)以40 m / s的速度运动的汽车,从某时刻起开始刹车,经8 s 停下；(3)沿光滑水平地面以10
9、 m / s的速度运动的小球,撞墙后以原速度大小反弹,与墙壁接触时间为 0.2 s .【答案】 （1） 3m/s 2，方向与初速度方向相同（ 2） 5m/s2 ，方向与初速度方向相反（ 3） 100m/s 2，方向与初速度方向相反【解析】【分析】由题中已知条件，统一单位，规定正方向后，根据加速度公式，即可算出加速度.取初速度的方向为正方向【详解】01t11（1）对汽车 v 0，v 108 km/h30 m/s ，t 10 s，所以a1vt 1v01300 m/s23m/s2t110方向与初速度方向相同（2）对刹车后的汽车v02t22 40 m/s ， v 0， t 8 s，所以a2vt 2v0
10、20 40 m/s25m/s 2t28负号表示方向与初速度方向相反（ 3）对小球 v03 10 m/s ， vt3 -10 m/s ， t3 0.2 s，所以vt 3 v0310 10m/s2100m/s2a30.2t3负号表示方向与初速度方向相反故本题答案是：（ 1） a1 3m/s 2，方向与初速度方向相同；（ 2） a2 5m/s 2，方向与初速度方向相反；（ 3） a3 100m/s 2，方向与初速度方向相反6 一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带 ，如图所示纸带上有七个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为5
11、0 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米 (计算结果到小数点后两位)(1)计算 06 点之间的平均速度；(2)打点计时器打计数点4 时小车的瞬时速度接近多少？(3)若电源频率低于50 Hz 时，如果仍按 50 Hz 的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实值是偏大还是偏小？【答案】 (1)0.68 m/s(2)0.83 m/s(3)偏大【解析】【分析】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度 ，电源频率低于 50 赫兹时，则打点周期大于 0.02s 解： (1)0
12、 6 点间的平均速度为：(2)当打点计时器打计数点4 时，小车的瞬时速度应当最接近于计数点3 和 5 点间的平均速度，则(3)当交流电的频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当交流电的频率低于50Hz 时，打点计时器打一次点的时间间隔t 将大于 0.02 s，即 t 时间内的位移我们用0.02 s 的位移计算，因此测出的速度将比真实值偏大7 一质点沿x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表：求：1 根据表中数据画出xt 图象；2 质点在 0.06s 末的瞬时速度；3 质点在 00.16s内的平均速度【答案】（ 1）（ 2）0（ 3） 9 m/s8【解析】【分析】【详解
13、】（1）把表中数据描到坐标系中并连线，如图所示（2）由于物体沿X 轴正方向运动，在0.06s 到 0.10s 位于 x 轴上同一位置，v0（3）由 vxx xt x018cm ；t质点在 00.16s9内的平均速度vm / s8故本题答案是： （ 1）（ 2） 0（3） 9 m/s8【点睛】准确的描点连线，并从图像上找到需要的物理量即可8 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） 1.5
14、m/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 =10s；以 a的加速度减速上升t =3s，最后静止223(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，基础题9 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
15、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 O 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】上午九点十五分甲、乙相距最近，最近距离为52 km.2【解析】【分析】【详解】依题意知，当甲经过O 点时 ,乙离 O 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O 点时刻为计时起点，则经过时间t 有x= 10t(km)及 y=5- 10t ( km)；根据勾股定理可知，甲和乙之间的距离s =x2y2 ；代入后可得 s(10t )2(5 10t )25 8t
16、24t 1 ，则当 t4115min 时 s 最小，28h4（即此时为上午九点十五分），距离的最小值为smin52 km .210 子弹以600 m/s的初速度击中一静止的在光滑水平面上的木块,经过0.05 s 穿出木块,子弹的速度变为200 m/s, 求子弹穿过木块时的加速度。若木块在此过程中产生了200 m/s 2 的加速度 ,求木块获得的速度多大?【答案】 -8000m/s2； 10 m/s【解析】【详解】对子弹运用加速度的定义：对木块根据速度公式： v=at=2000.05=10m/s11 一列长 50m 的队伍，以1.8m/s 的速度经过一座全长100m 的桥，当队伍的第一个人踏上桥
17、到队尾最后一人离开桥时，总共需要的时间是多少？【答案】 83.3s【解析】试题分析：从队伍的第一个人踏上桥到队伍最后一个人离开桥，队伍一共行走的路程为x x队 x桥50m100m 150m根据速度公式：vs，t当队伍全部穿过大桥所需要的时间为tx100s v答：总共需要的时间是100s 考点：匀速直线运动【名师点睛】本题考查时间的计算，关键是速度公式及其变形的灵活运用，难点在于路程的确定当队伍全部通过大桥时，队伍经过的距离为队伍的长度与大桥长度之和，行进速度已知，根据速度公式的导出公式求所需的时间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/s 2 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？再经5s，小车的速度增加到多大？作出小车的v t图象【答案】 (1) t =2 s (2)v=20 m/s (3)【解析】【分析】根据加速度的定义式求时间，由此公式变形求速度，结合速度画出速度图象 【详解】根据 av 得：ttvv0106 s2s ；a2再经 5s，小车的速度为：v3vat3(102 5) m20 mss小车以初速度6m/s ，加速度为2 m s2 的匀加速直线运动，即速度与时间的关系式为：v 6 2t ，所以 v-t 图象如图：【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用，计算时要细心