(物理)机械运动及其描述练习题含答案及解析

（物理）机械运动及其描述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．李小华所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向北走80 m ，再向东走60 m 就到了他所在的教室．（1）请你画出教室的位置(以校门口为坐标原点，制定并画出适当的标度)； （2）求从校门口到教室的位移．(已知tan 37°=34) 【答案】（1）（2）从校门口到教室的位移大小为100 m ，方向北偏东37°. 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据题意，建立直角坐标系，x 轴正方向表示东，y 轴正方向表示北，则教室位置如图所示：（2）从校门口到教室的位移228060m=100m x =+设位移方向与正北方向的夹角为θ，则603tan 37804θθ==⇒=︒ 即位移的方向为北偏东37°．2．两年以来，物理组的最高领导一直在考驾照，今天又和前(N+8)次一样，早早地来到客运站，思考到达考点的三种途径．第一种是乘普客汽车国道到达；第二种方法是乘快客汽车经高速公路到达；第三种方法是乘火车到达；下面是三种车的发车时刻及里程表，已知普客汽车全程平均时速度为60km/h ，快客汽车全程平均时速为100km/h ，两车途中均不停站，火车在中途需停靠石台站5min ，设火车进站和出站都做匀变速直线运动，加速度大小是2400km/h 2，途中匀速行驶，速率为120km/h ，若现在时刻是上午8点05分，科目二开考时间是9点25分，请你通过计算说明他能否赶上考试？如果能，该选择乘哪个班次什么车？（单位统一用km/h ）普客汽车 快客汽车 火车 里程/km758072班次7∶20 8∶2010∶30 14∶30 ……8∶00 8∶40 9∶20 10∶55 ……8∶00 8∶33 9∶00 9∶43 ……【答案】能赶上，8：33发车，9：20到达 【解析】 【分析】 【详解】 第一种乘普客汽车1117575min 60s t h v ∆=== 8：20发车，9：35到达； 第二种乘快客汽车2228048min 100s t h v ∆=== 8：40发车，9：28到达； 第三种乘火车1120h=0.05h 2400v t a == 火车匀变速运动时间4t 1=0.2h 火车匀变速运动路程11412km s v t =⋅=火车匀速运动路程2(7212)km=60km s =-火车匀速运动时间1220.5s t h v == 火车总时间3123447min t t t t ∆=++=8：33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.3．一列队伍长100m ，正以某一恒定的速度前进． 因有紧急情况通知排头战士，通讯员跑步从队尾赶到队头，又从队头跑至队队尾，在这一过程中队伍前进了100m ．设通讯员速率恒定，战士在队头耽搁的时间不计，求他往返过程中跑过的位移和路程的大小．（学有余力的同学可以挑战路程的计算） 【答案】100m ，（）m 【解析】 【详解】设通讯员的速度为v 1，队伍的速度为v 2，通讯员从队尾到队头的时间为t 1，从队头到队尾的时间为t 2，队伍前进用时间为t ．由通讯员往返总时间与队伍运动时间相等可得如下方程：t=t 1+t 2，即：21212100100100 v v v v v +-+＝ 整理上式得：v 12-2v 1v 2-v 22=0 解得：v 1=+1）v 2；将上式等号两边同乘总时间t ，即v 1t=+1）v 2t v 1t 即为通讯员走过的路程s 1，v 2t 即为队伍前进距离s 2，则有 s 1=+1）s 2=+1）100m ．通讯员从队尾出发最后又回到队尾，所以通讯员的位移大小等于队伍前进的距离，即为100m. 【点睛】本题考查路程的计算，关键是计算向前的距离和向后的距离，难点是知道向前的时候人和队伍前进方向相同，向后的时候人和队伍前进方向相反，解决此类问题常常用到相对运动的知识，而位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关.4．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1418v 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22221122Pt 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5．在平直公路上，汽车以2m/s 2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/s 2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：48/8/6x v m s m s t =＝＝（2）根据位移时间公式可得：x ＝v 0t+12at 2得：0148126/2/262x 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：14vt s a ''＝＝ 减速6s 通过的位移为：x ′＝vt −12a ′t 2＝14×6−12×1×62m=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。

6．设质量为m 的子弹以初速度V 0射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d ．求①木块最终速度的大小 ②产生的热能 ③平均阻力的大小【答案】①0mv v M m=+共②202()Mmv Q M m =+③202()Mmv f M m d =+【解析】试题分析：①子弹射入木块的过程中系统动量守恒：mv 0=（M+m ）v 共 解得：0mv v M m=+共 ②据能量守恒定律：22011()22mv M m v Q =++共 解得：202()Mmv Q M m =+③设平均阻力大小为f 据能量守恒定律：fd=Q则 202()Mmv f M m d=+考点：动量守恒定律；能量守恒定律【名师点睛】此题是动量守恒定律及能量守恒定律的应用问题；关键是能正确选择研究系统及研究过程，根据动量守恒定律及能量关系列方程求解。

7．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。

8．一质点由位置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：(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 2.4311AB BC CD mm v ss t t t ++++===++++ ；(4) 平均速度大小为：2123522311x mm v ss t t t ===++++．9．一质点沿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x t - 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）9m/s 8【解析】 【分析】 【详解】（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， 0v = （3）由 xv t=； 018t x x x cm =-=；质点在00.16s -内的平均速度 9/8v m s =故本题答案是：（1）（2）0（3）9m/s 8【点睛】准确的描点连线，并从图像上找到需要的物理量即可．10．如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点．每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据．（可以认为在斜面上是初速为零的匀加速运动，在水平面上是匀减速运动，重力加速度g=10m/s 2）求：（1）在斜面上的加速度大小 （2）物体在水平面上加速度大小 （3）t=0.6s 时的瞬时速度v ． 【答案】(1) (2)（3）【解析】 【详解】(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度大小为： (2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为：(3)设物体在斜面上到达B 点时的时间为t B ，则物体到达B 时的速度为：v B =a 1t B ① 由图表可知当t =1.2s 时，速度v =1.1m/s ，此时有：v =v B -a 2(t -t B ) ② 联立①②代入数据得：t B =0.5s ，v B =2.5m/s所以当t =0.6s 时物体已经在水平面上减速了0.1s ，速度为v =2.5-0.1×2=2.3m/s. 【点睛】本题考查一个物体参与多个过程的情况，对于这类问题要弄清各个过程的运动形式，然后根据相应公式求解.11．计算下列物体的加速度：(1)在高速公路上汽车做匀加速运动,经2min 速度从36 km/h.提高到144 km/h..(2)沿光滑水平地面以12m/s 运动的小球,撞墙后以8m/s 速度大小反弹回来,与墙壁接触时间为0.2s. 【答案】0.25 m ; 100 m, 方向与原运动方向相反【解析】 【详解】（1）36km/h=10m/s ，144km/h=40m/s ，根据加速度的定义式（2）根据加速度的定义式 ，负号表示方向与原速度方向相反． 【点睛】解决本题的关键知道速度方向可能与初速度方向相同，可能与初速度方向相反，以及掌握加速度的定义式．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∆=∆va t得： 010622v v t s s a --∆===； 再经5s ，小车的速度为： 33(1025)20m m v v at s s=+=+⨯=小车以初速度6m/s ，加速度为22ms 的匀加速直线运动，即速度与时间的关系式为：62=+，所以v-t图象如图：v t【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．。