(物理)高考必备物理机械运动及其描述技巧全解及练习题(含答案)及解析

（物理）高考必备物理机械运动及其描述技巧全解及练习题(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．如图所示，在运动场的一条直线跑道上，每隔5 m远放置一个空瓶，运动员在进行折返跑训练时，从中间某一瓶子处出发，跑向出发点右侧最近的空瓶，将其扳倒后返回并扳倒出发点处的瓶子，之后再反向跑回并扳倒前面最近处的瓶子，这样，每扳倒一个瓶子后跑动方向就反方向改变一次，当他扳倒第6个空瓶时，他跑过的路程是多大？位移是多大？在这段时间内，人一共几次经过出发点?
【答案】80 m；10 m；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,扳倒空瓶后再跑向位置b,依次进行下去,当他扳倒第6个空瓶时应在位置d处,因此可求出运动员跑过的总路程和位移.
由以上分析得路程s0=2s1+s2+s3+s4+s5
="(2×5+10+15+20+25)" m=80 m
位移大小s=Od=10 m
往返过程中共经过出发点O处4次(不包括从出发点开始时).
2．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：
48
/8/
6
x
v m s m s t
＝＝
（2）根据位移时间公式可得：x＝v0t+1
2
at2
得：01481
26/2/262
x v at m s m s t -
-⨯⨯＝＝＝ （3）加速6s 后的速度为：v=v 0+at=2+2×6m/s=14m/s 减速到零所需时间为：14v
t s a ''
＝
＝ 减速6s 通过的位移为：x ′＝vt −12a ′t 2＝14×6−12
×1×62
m=66m 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。

3．如图所示，小球从高出地面h ＝15 m 的位置，在t ＝0时刻竖直向上抛出，经1 s 小球上升到距抛出点5 m 的最高处，之后开始竖直回落，经0.5 s 刚好经过距最高点1.25 m 处位置，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：
所以前1.5s 内平均速度
（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
4．一质点由位置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52
m 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：
(2) 位移大小为：
2222()(61)552x AB CD BC m m =-+=-+= ，方向东偏北450；
(3) 平均速率为：
1123651 2.4311
AB BC CD m
m v s s t t t ++++=
==++++ ；
(4) 平均速度大小为：
2123522x m
m v s s t t t =
==++．
5．如图为某物体做直线运动的v -t 图象．试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向．
【答案】0-1s 内，a 1＝4 m/s 2，方向与速度方向相同；1-3s 内，a 2＝－2 m/s 2，方向与速度方向相反；3-4s 内加速度a 3＝－2 m/s 2，方向与速度方向相同． 【解析】 【详解】
在0∼1s 内，物体做匀加速直线运动，其加速度为211140
4
/1
v a m s t ∆-===∆，方向与速度方向相同；
1s ∼3s 内，物体做匀减速直线运动，其加速度为2222202/1v a m s t ∆--===-∆，方向与速度方向相反；
3s ∼4s 内，物体做匀加速直线运动，其加速度为233304
2/2
v a m s t ∆-===-∆，方向与速度方向相同．
6．从高出地面2 m 的位置竖直向上抛出一个球，它上升4 m 后回落，最后小球到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为坐标原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写下表：
【答案】
【解析】 【分析】
物体位移可以用从初位置到末位置的有向线段表示，线段的长度表示位移大小，线段方向表示位移方向，根据图示分析答题； 【详解】
由题意，根据图示可知，物体的位置坐标与位移如下表所示：
【点睛】
本题考查了求物体的位置坐标、求物体的位移，知道位移的概念、分析清楚图示情景与物体运动过程即可正确解题。

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）15/m s （2）10/m 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】
（1）前60s 的平均速度为：900/15/60
x v m s m s t ＝＝
（2）汽车从A处到C处的平均速率为：
900450
2/10
/
'603045
x
x
v m s
m s
t t t
++
=
++++
＝＝
8．升降机由静止开始以加速度1a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2a匀减速上升3s才停下来．求：
(1)匀加速上升的加速度大小1a和匀减速上升的加速度大小2a；
(2)上升的总高度H．
【答案】（1）1.5m/s2（2）-1m/s2（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t1=2s；以v=3m/s的速度匀速上升t2=10s；以a2的加速度减速上升t3=3s，最后静止．
(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．刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑不小心掉落江中
.他立即在船舱板上作记号，对他的船友说：“这是我的剑掉落的地方
.“到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑
.这则寓言不但有讽刺意义，而且还包含一定的物理含义，从物理学选择参考系的角度回答下列问题：
()1楚人找剑选择的参考系是什么？
()2请你为楚人提供一种找到这把剑的方法．
【答案】（1）船（2）见解析
【解析】
【分析】
运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的．
【详解】
（1）楚人记下的是剑相对船的下落位置；故是以船为参考系；
（2）要想找到这把剑应以固定的物体为参考系才能准确得到其位置；故可有以下方法： ①记下剑掉落位置离岸上某标志的方向和距离，选择的参考系是河岸；
②在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻船速和航行时间，据些求出靠岸的船和剑落地点的距离．选择的参考系是船． 【点睛】
（1）判断一个物体的运动和静止，首先确定一个参照物，再判断被研究的物体和参照物之间的位置是否变化．
（2）参照物的选择可以是运动的，也可以是静止的．如果选定为参照物，这个物体就假定为不动．
10．足球运动员在罚点球时，球获得25/m 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10/m 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/s 2． 【解析】 【详解】
（1）由加速度公式，v
a t
=
V V 得：设定初速度的方向为正方向， 罚球瞬间，球的加速度为：21250250/0.1
v a m s t -=
==V V （2）守门员挡球瞬间，球的加速度为：221025
350/0.1
v a m s t --===-V V ． 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．物体从A 运动到B ，前半程的平均速度为v 1，后半程的平均速度为v 2，那么全程的平均速度是多大？ 【答案】
12
12
2v v v v + 【解析】 【分析】
根据平均速度的定义x
v t
∆=
求解即可。

【详解】
设全程的位移为2s ；则前半程的时间t 1=1s v
，后半程的时间v 2=2
s
v ；
则平均速度121212
22v v x
v t t v v =
=++
12．如图所示，两列长度均为L 0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L 1，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，L 1至少应为多少？避让区长度L 2至少为多少？(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】L 1至少应为L 0，L 2至少应为3L 0 【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L 1＋L 0，由二车运动时间相等，有
010
2L L L v v
+=，解得L 1＝L 0．对快车通过轨道AB 的过程，由二车运动时间相等，有2020
2L L L L v v +-=，解得L 2＝3L 0，即L 1至少应为L 0，L 2至少应为3L 0． 【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．。