高考物理机械运动及其描述抓分精品训练

高考物理机械运动及其描述抓分精品训练一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1．如图为某高速公路出口的ETC 通道示意图．汽车驶入ETC 通道，到达O 点的速度大小为30m /s ，此时开始刹车做减速运动（可视为匀减速），OM 长度为144m ，到M 时速度减至6m /s ，并以此速度匀速通过MN 区．MN 长度为36m ，视汽车为质点，求：（1）汽车匀减速运动过程中的加速度大小；（2）汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小．【答案】（1）23m /s a = （2）90m /s 7v =【解析】【详解】（1）根据2202v v ax -=可得 23m /s a =（2）汽车经过OM 段的时间：018s v v t a -== 汽车经过MN 段的时间：26s x t v== 汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小：1290/7x v m s t t ==+总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3．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。

4．某物体沿一条直线运动：（1）若前一半时间内的平均速度为v 1，后一半时间内的平均速度为v 2，求全程的平均速度大小．（2）若前一半位移的平均速度为v 1，后一半位移的平均速度为v 2，求全程的平均速度大小．【答案】（1）122v v + （2）12122v v v v + 【解析】【详解】（1）设物体前一半时间的位移为S 1，后一半时间的位移为S 2，全程用时为T 则112T S v = 222T S v = 则全程的平均速度为：12S S v T +=联立解得：122v v v += （2）设物体前一半位移所用时间为T 1′，后一半位移用时T 2′，全程位移为S根据运动学公式，有：T 1′12S v = 222'ST v = 则全程的平均速度：12'''S v T T =+ 联立解得：12122'v v v v v =+5．如图所示，一根长0.8 m 的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A 向下滑动，向下为正方向，OB 间的距离为0.2 m ．(1)取杆的下端O 为坐标原点，图中A 、B 两点的坐标各是多少？环从A 到B 的过程中，位置变化了多少？(2)取A 端为坐标原点，A 、B 点的坐标又是多少？环从A 到B 的过程中位置变化了多少？(3)由以上两问可以看出，坐标原点的不同对位置坐标有影响还是对位置变化有影响？【答案】(1)－0.8 m －0.2 m 0.6 m(2)0 0.6 m 0.6 m(3)对位置坐标有影响，对位置变化无影响【解析】（1）取下端O 为原点，则A 点坐标为：0.8m -，B 点坐标为0.2m -；位置变化量为：0.20.80.6AB x m m m ∆=---=（）； （2）取A 端为原点，则A 点坐标为0；B 点坐标为：0.80.20.6m m m -=，坐标的变化量为0.6m ；（3）由以上结果可知，坐标原点的不同位置对位置变化没有影响；点睛：根据坐标轴的原点的不同，可以确定物体位置的坐标；再由坐标的变化可确定出位置变化量．6．一辆汽车沿直线公路以速度v 1行驶了的路程，接着以速度v 2=20km/h 跑完了其余的的路程，如果汽车全程的平均速度v =27km/h ，则v 1的值为多少km/h ？【答案】90km/h【解析】设全程为s ，前路程的速度为v 1 前路程所用时间为后路程所用时间为全程平均速度，t =t 1+t 2解得：v 1=90km/h ．【点睛】此题考查的是平均速度计算公式的应用，需要清楚的是：平均速度等于总路程除以总时间，不等于速度的平均.7．一个质点以某一恒定加速度沿直线从A 点加速运动到B 点,在A 点时速度为3 m/s,到B 点时速度变为12 m/s,此过程历时6 s;到B 点后又以另一恒定加速度沿直线减速运动到C 点并停下来,此过程历时6 s .求:(1)从A 点到B 点过程中加速度的大小;(2)从B 点到C 点过程中的加速度.【答案】（1）21.5/m s （2）22/m s 方向由C 到B【解析】试题分析：根据加速度定义式求出A 到B 和B 到C 点过程中的加速度．（1）根据加速度定义式可得A 到B 过程中的加速度为：22123/ 1.5/6v a m s m s t ∆-===∆，方向与初速度方向一致． （2）根据加速度定义式可得B 到C 过程中的加速度为：22012/2/6v a m s m s t ∆-===-∆，方向与初速度方向相反． 点睛：本题主要考查了加速度的基本计算，属于基础题．8．某质点从A 点出发做变速直线运动,前3 s 向东运动了20 m 到达B 点,在B 点停了2 s 后又向西运动,又经过5 s 前进了60 m 到达A 点西侧的C 点，如图所示.求：（1）总路程；（2）总位移；（3）全程的平均速度.【答案】（1）80 m （2）40m,方向向西（3）4 m/s ，方向向西【解析】(1)全过程中的总路程为：s=(20+60)=80m ；(2)设向东为正方向，初位置为A 点，末位置为C 点，则位移x =20-60=-40m,负号表示位移的方向向西(3)所用的总时间t =t 1+t 2+t 3=10s平均速度为位移与发生这段位移所用时间的比值，平均速度404m/s 10x v t -===-,负号表示v 与初速度方向相反. 【点睛】路程为物体经过轨迹的长度，由题意可求得总路程；由题意可知总位移与总时间，则可求得总位移；平均速度等于总位移与总时间的比值.9．一篮球从高h 1=3.05m 高处由静止开始下落，经t 1=1s 落到地面速度为v 1=9m/s ，篮球与地面碰撞的时间为Δt=0.2s ，然后以v 2=-5m/s 速度反弹，经t 2=0.5s 达到最高点h 2=1.35m 处，求：（1）篮球在空中下落的平均速度大小和方向（2）篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向（3）篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度大小和方向．【答案】（1）3.05/m s 方向为竖直向下（2）270/m s 方向竖直向上（3）1/m s 方向为竖直向下【解析】【分析】 根据平均速度公式可知x v t=，注意求解全过程平均速度时应该是全过程的位移与总时间的比值；根据加速度公式求解加速度，注意各矢量的方向性的问题；【详解】（1）根据平均速度公式可知篮球在空中下落的平均速度为：111 3.05/ 3.05/1h v m s m s t ===，方向为竖直向下； （2）以初速度1v 为正方向，即19/v m s =，25/v m s =-，0.2t s ∆= 根据加速度定义式可以得到：2215/9/70/0.2v v v m s m s a m s t t s-∆--====-∆∆，即加速度大小为270/m s ，方向竖直向上；（3）根据平均速度公式可知全程平均速度为：12212 3.05 1.351/+10.20.5h h m m v m s t t t s s s--===∆+++，方向为竖直向下． 【点睛】本题考查加速度及平均速度公式，要注意明确各矢量的方向，平均速度等于位移与时间的比值，对于全过程的平均速度等于总位移与总时间的比值，总时间包括与地面的碰撞的时间，这是本题需要注意的地方．10．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/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11．如图所示，M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪．步枪枪管中的子弹从初速度为0开始，经过0.002 s的时间离开枪管被射出．已知子弹在枪管内的平均速度是600 m/s，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s，射出过程中枪没有移动．求：(1)枪管的长度；(2)子弹在射出过程中的平均加速度．【答案】(1)1.2m (2)6×105m/s2，方向与子弹的速度方向相同【解析】（1）枪管的长度（2）根据加速度的定义式得：方向与子弹的速度方向相同．综上所述本题答案是：（1）枪管的长度为1.2 m；（2）子弹在射出过程中的平均加速度的大小为，方向与子弹的速度方向相同．12．2008年5月12日汶川大地震造成山体滑坡，形成了大量的堰塞湖，由于连日阴天下雨，堰塞湖内积存了大量的湖水，如果不及时泄掉湖水，一旦发生溃坝，就会给灾区带来.在一次疏通堰塞湖中，解放军战士移除挡在排水渠中的一块巨石时动用了火箭弹二次灾难.已知火箭弹从发射至看到巨石被炸开用时2.5s，又经过5s后战士听到爆炸声，若声音在m s，试估算一下火箭弹的速度为多大．空气中的传播速度为340/【答案】680m/s【解析】【详解】它们之间的距离就是声音5s 传播的距离，340/51700s vt m s s m ==⨯=； 根据s v t =，则火箭弹的速度为1700680/2.5v m s ==； 故本题答案是：680m/s。