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1、物理专题汇编物理机械运动及其描述( 一) 及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 两年以来，物理 的最高 一直在考 照，今天又和前(N+8)次一 ，早早地来到客运站，思考到达考点的三种途径第一种是乘普客汽 国道到达；第二种方法是乘快客汽 高速公路到达；第三种方法是乘火 到达；下面是三种 的 刻及里程表，已知普客汽 全程平均 速度 60km/h ，快客汽 全程平均 速 100km/h ，两 途中均不停站，火 在中途需停靠石台站5min ， 火 站和出站都做匀 速直 运 ，加速度大小是 2400km/h 2，途中匀速行 ，速率 120km/h ，若 在 刻是上午8 点 05 分，科目二开
2、考 是 9 点 25 分， 你通 算 明他能否赶上考 ？如果能， 乘哪个班次什么 ？（ 位 一用km/h ）普客汽 快客汽 火 里程 /km7580727208008 008208 408 33班次10309209 00143010 559 43【答案】能赶上，8：33 ， 9：20 到达【解析】【分析】【 解】第一种乘普客汽 t1s175 h 75minv1608：20 ， 9：35 到达 ；第二种乘快客汽 t 2s280 h 48minv21008：40 ， 9：28 到达；第三种乘火 t1v120 h=0.05ha2400火车匀变速运动时间4t 1=0.2h火车匀变速运动路程s1v 4t
3、112km火车匀速运动路程s2(7212)km=60km火车匀速运动时间t 2s10.5hv2火车总时间t34t1t2t347min8：33 发车， 9：20 到达所以选择乘坐火车【点睛】此题考查匀速直线运动的速度公式；关键是高清时间和时刻关系以及路程关系，此题考查学生利用物理知识解决实际问题的能力.2某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt 图象，图象如图所示（除2s10s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）已知在小车运动的过程中， 2s14s 时间段内小车的功率保持不变，在14s 末通
4、过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量m=2 0kg ，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取g=10m/s 2求：（1） 14s18s 时间段小车的加速度大小a；（2）小车匀速行驶阶段的功率P；（3）小车在 2s10s 内位移的大小 s2【答案】（ 1） 2 0m/s 2；（ 2） 32W；（ 3） 52m【解析】试题分析：（ 1）在 14s18s 时间段，由图象可得av14 v18 （2 分）t代入数据得 a=2 0m/s 2（ 2 分）（2）在 14s18s，小车在阻力f 作用下做匀减速运动，则f = ma （1 分）在 10s14s， 小车作匀速直线运动，牵引力
5、F = f =4 0N（ 1分）小车匀速行驶阶段的功率P=Fv（1 分）代入数据得P =32W（ 2 分）（3） 2s10s，根据动能定理得Ptfs21 mv221 mv22 （ 2 分）2其中 v=8m/s ， v2=4m/s解得 s2 = 52m （ 2 分）考点：动能定理、功率3 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
6、【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： v0 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。4 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“
7、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。（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 L7m ，t0.3s，则照相机将 _工作。（选填“会”或“不会”）【答案】L）会t【解析】【详解】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
8、度的表达式：vLt2 根据vL得：tvL7km/h70 km/h126km/h 80km/h，t0.33故超速，故照相机会工作5 计算下列物体的加速度：（以初速度方向为正方向）（1）一辆汽车以72km/h 的速度匀速运动，紧急刹车后经2s 停下来 .（2）高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶，经100s 速度从 36km/h 增大到 180km/h.（3）沿光滑水平地面以10m/s 的速度运动的小球，撞墙后以8m/s 的速度反弹，与墙壁接触时间为 0.1s.【答案】（ 1）（ 2）（3）【解析】【分析】根据加速度的定义式，结合初末速度和时间求出加速度；【详解】（1）规定初速度的方向为正方向，则汽
9、车的加速度为：；（2）规定初速度的方向为正方向，则列车的加速度为：；（3）规定初速度的方向为正方向，则小球的加速度为：。【点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意的矢量性。6（题文）如图所示为一升降机竖直向上运动时速度随时间变化的图线详细描述升降机的运动情况升降机上升的总高度；画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线【答案】（ 1）见解析（ 2）（ 3）【解析】【分析】根据速度时间图象的形状，就可分析升降机的运动情况速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，升降机上升的总高度等于图中梯形面积的大小图线的斜率表示加速度，求出加速度，再画出图象【详解】以升降机竖直向上运动方向为正方向：升降机
10、以加速度，匀加速上升；：升降机以速度，匀速上升；：升降机以加速度，匀减速上升由图象可得：升降机上升的高度在数值上等于图象与坐标轴围成的面积，即：画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线如图【点睛】在速度 像中，需要掌握三点，一、速度的正 表示运 方向，看运 方向是否 生 化，只要考 速度的正 是否 生 化，二、 像的斜率表示物体运 的加速度，三、 像与坐 成的面 表示位移，在坐 上方表示正方向位移，在坐 下方表示 方向位移7 如 所示，一人在半径 R的 形跑道上沿 方向以速率v运 ，A B C和D、 、分 跑道的四个端点。求:（1）人从 A 点出 第一次 B 点 的位移和路程；（2）人从
11、A 点出 第一次 D 点的位移和路程；（3）人的位移 2R 所需的 。【答案】（ 1）位移大小 R，向 北方向路程 R（ 2）位移大小 R，向 南方向，路程 R.（ 3）(2n+1) R/ v【解析】【 解】(1)人从 A 点出 第一次 B 点 的位移大小 R，向 北方向路程 R.(2)人从 A 点出 第一次 D 点 的位移大小 R，向 南方向，路程 R.(3)人的位移 2R ，人通 的路程 R、3R、5 R，根据公式v 得 t (2n+1) R/v.8 如 是一种运 感器 小 速度的原理 ， 个系 由A、 B 两个小盒 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
12、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 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
13、度的定义可得：小车运动的平均速度为vt解得：vv0 (t2 t1 )t因为 t很短，所以小车的速度为vv0 (t2t1 )t9 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） v1 v22v1v2（ 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
14、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 v1v210 .如图所示，一个篮球从高h1=3.05m的篮筐上由静止开始下落，经t1 =1.95s 落到水平地面上，速度为 v1=7.8m/s ，然后以 v2=- 4.9m/s 反弹，经 t =0.5s 达到最高点， h2 =1.23m已知篮球与地面碰撞的时间为 0.3s，求：(1)篮球在空中下落和上升两过程的加速度大小和方向；(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向；(3)篮球在空中下落过程的平均速度；(4)篮球从开始下落到原弹至最高点过程的平均
15、速度【答案】 (1) 下落过程： 4m/s 2，方向竖直向下；上升过程：9.8m/s 2，方向竖直向下；(2) a 80m/s 2 ；表示方向竖直向上(3) v 1.56m/s 方向竖直向下(4) v 0.66m/s ，方向竖直向下【解析】【分析】【详解】（1）由avt可知：下落过程的加速度：a1v17.8 m/ s24m/s2t11.95 直向下；上升 程的加速度：a2v24.9 m/s29.8m/s2t20.5 直向下；(2) 与地面碰撞 程中a4.9 19.1 m/s280m/s 20.3方向 直向上；(3) 下落 程的平均速度v 3.05 m/s 1.56m/s1.95方向 直向下；(
16、4) 全程的位移x=3.05 m -1.23 m =1.82m ；全程的 t=1.95 s +0.5 s +0.3 s =2.75s 平均速度v 1.82 m/s 0.66m/s2.75方向 直向下11 每天 ,当太阳从非洲大 的地平 上升起 ,整个草原又 呈 出一片勃勃生机:游弋、 食、 、逃避生的希望 是在死的阴霾下升起所示 , 豹追捕 物 ,在起跑之后3 s 就能达到100 km/h最高速度只能 持100 m 的路程。 求 :,任 光流 、周而复始。如 的速度 ,只不 豹的耐力有限,以(1) 豹起跑之后加速 程中的平均加速度有多大;(2) 豹以最高速度跑完100 m的路程所用的 。【答案
17、】（1）（ 2） 3.6s【解析】【 解】由 意可知， 可知 豹起跑之后加速 程中的平均加速度的大小为(2) 猎豹以最高速度跑完 100m 的路程所用的时间为：故本题答案是：（1）（2） 3.6s【点睛】利用加速度的概念可以求出加速度的值，再利用匀速运动的特征可以求出猎豹匀速运动中的时间。12 某同学用电磁打点计时器研究手拉纸带的运动情况，得到的纸带如图所示，他在纸带上找出连续的6 个点，分别标记上A、 B、C、 D、 E、 F，并用直尺量出两个相邻点间的距离x1、x2、 x3、 x4、 x5，数据见下表(电磁打点计时器使用50 Hz 低压交流电源)x1/cmx2/cmx3/cmx4/cmx5
18、/cm3.754.505.124.654.12(1)根据这些数据，运用你学过的知识，求出纸带在A、 E 段运动时的平均速度(2)求出打 B 点时纸带运动的瞬时速度的最合理值【答案】 (1)2.25 m/s(2)2.06 m/s【解析】【分析】根据 vx 计算纸带在 AE 段运动时的平均速度，由纸带运动情况可知纸带做变速运动，t则打 B 点时纸带的瞬时速度最接近于AC 段的平均速度 ；【详解】xx1 x2 x3x4解：（ 1）根据 v4Tt代入解得 v2.25m / s（2）由纸带运动情况可知纸带做变速运动，则打B 点时纸带的瞬时速度最接近于AC 段的平均速度 vBx1 x22T代入解得 vB2.06m / s