高考物理机械运动及其描述真题汇编(含答案)及解析

高考物理机械运动及其描述真题汇编(含答案)及解析

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．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v —t 图象，图象如图所示（除2s~10s 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，2s~14s 时间段内小车的功率保持不变，在14s 末通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）14s~18s 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2s~10s 内位移的大小s 2． 【答案】（1）2．0m/s 2；（2）32W ；（3）52m

【解析】试题分析：（1）在14s —18s 时间段，由图象可得1418

v v a t

-=∆（2分）

代入数据得 a=2．0m/s 2（2分）

（2）在14s —18s ，小车在阻力f 作用下做匀减速运动，则 f =" ma" （1分） 在10s —14s ， 小车作匀速直线运动，牵引力 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）2s —10s ，根据动能定理得

22

221122

Pt fs mv mv -=

-（2分） 其中 v="8m/s" ，v 2=4m/s 解得 s 2 = 52m （2分） 考点：动能定理、功率

2．为了安全，在高速公路上行驶时两汽车之间要保持一定的距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。若司机每次从发现到采取刹车反应的时间均为1s 。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120m 。（重力加速度g 取10 m/s 2

）

（1）求汽车减速行驶时的加速度大小

（2）如遇雨天，汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若安全距离为

99m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度 【答案】（1）5m/s 2

（2）18m/s

【解析】

试题分析：（1）根据12

0012a v t v x

+=

则：1

2

230130120a +⨯=

解得：a 1=5m/s 2

（2）11ma mg =μ

2152

ma mg =μ ==

125

2

a a 2m/s 2 2

22

0222a v t v x += 代入数值解得：182=v m/s 考点：牛顿第二定律的综合应用

【名师点睛】解决本题的关键知道汽车在反应时间内和刹车后的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大．

3．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

4

圆周到达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，由图中几何关系可知 位移2283 cm x r =

=．

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 =×2πr=×2π×20 cm=94．2 cm ． （2）根据平均速度定义得14.2cm/s x

v t

== 平均速度方向是由A 指向B ． 质点的平均速率为47.1cm/s l

v t

=

=

4．汽车在平直的公路上以10/m 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22/m s ，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】 (1)刹车时间0105s 2

v t a =

==，则3 s 末汽车还未停下，由速度公式得v 3＝v 0＋at ＝10 m/s ＋(－2)×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．

5．如图所示，汽车先向东行驶5km ，又向西行驶8km ，若以汽车开始运动时为坐标原点，向东为正方向，建立坐标系，试求：

（1）汽车在最东边和最西边的位置坐标； （2）汽车运动过程中整个过程的位移和路程． 【答案】（1）5km -3km （2）位移为-3km ，路程为13km 【解析】 【分析】

坐标系建立以后也就知道了正方向，在正方向上的点位置为正值，在负方向上的点的位置为负值，位置的变化有方向，位移等于末位置坐标减去初位置坐标； 【详解】

（1）根据图象可知，汽车在最东边的坐标为

在最西边的坐标为：

；

（2）整个过程的位移为：，整个过程的路程为：

。

【点睛】

本题考查了坐标系的知识，坐标系包含了方向和位置，在正方向的位置为正，在负方向的位置为负。

6．一质点由位置A向北运动了6m用时3s到达B点，然后B点向东运动了5m用时1s到达C点，再由C向南运动了1m用时1s到达D点（质点在B点、C点没有停顿）

（1）在图中，作图表示出质点由A到D整个运动过程的总位移

（2）求整个运动过程的总位移大小和方向

（3）求整个运动过程的平均速率

（4）求整个运动过程的平均速度大小．

【答案】（1）（2）位移大小52m方向东偏北45o

（3）2.4m/s （4）2/

m s

【解析】

【分析】

【详解】

(1)由位移的方向可知，由起点指向终点的有向线段，如图：