【物理】物理机械运动及其描述练习题20篇及解析

【物理】物理机械运动及其描述练习题20篇及解析
一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述
1．如图所示，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
=
=
2．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
/8/6
x v m s m s t =
＝＝ （2）根据位移时间公式可得：x ＝v 0t+12
at 2
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．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“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7m L =，0.3s t ∆=，则照相机将________工作。

（选填“会”或“不会”） 【答案】L
t
∆ ）会 【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，所以汽车速度的表达式：
L v t
=
∆ [2]根据L
v t
=
∆得： 770km/h km/h 126km/h 80km/h 0.33
L v t =
===∆＞， 故超速，故照相机会工作．
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，一质点沿半径为20cm r = 的圆周自A 点出发，逆时针运动2s ，运动3
4
圆周到达B 点，求：（计算结果保留三位有效数字）
（1）质点的路程 （2）质点的位移． （3）质点的平均速度． （4）质点的平均速率．
【答案】（1）0.942m （2）0.283m ，方向由A 点指向B 点（3）0.142m/s ，方向是由A 指向B （4）0.471m/s 【解析】 【详解】
（1）20cm 0.2m =，质点的路程为质点绕
3
4
圆周的轨迹长度， 则
3322 3.140.2m 0.942m 44
l r π=⨯=⨯⨯⨯= ． （2）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：
2220.283m x r r r =+==，位移方向由A 点指向B 点．
（3）根据平均速度定义得：
0.283m/s 0.142m/s 2
x t υ=
== 平均速度方向是由A 指向B . （4）质点的平均速率为
0.942m/s 0.471m/s 2l t υ===
6．如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，这个系统由A 、B 两个小盒组成，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t 1，空气中的声速为v 0．（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Δt 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）101x v t = （2）021()
v t t v t
-=∆ 【解析】 【分析】 【详解】
（1）A 、B 间的距离为101x v t =
（2）同理可知：进行第二次测量时，A 、B 间的距离为202x v t = 根据速度的定义可得：小车运动的平均速度为21
-=∆x x v t
解得： 021()
v t t v t
-=
∆ 因为Δt 很短，所以小车的速度为 021()
v t t v t
-=
∆
7．某人从A 点出发，先以4m/s 的速度向东走了20s ，到达B 点，接着以2m/s 的速度向北又走了30s ，到达C 点，求此人在这50s 内的平均速率和平均速度的大小．
【答案】平均速度为2m/s；平均速率为2.8m/s
【解析】
【详解】
由题意可知，，
此人在50内的路程为：，
此人在50内的位移大小为：，
则平均速率为：，
平均速度的大小：．
【点睛】
位移等于首末位移的距离，由几何关系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移与时间的比值．平均速率等于路程与时间的比值．
8．一个篮球从高的篮筐上由静止开始下落，经落到水平地面上，速度，然后以反弹，经达到最高点，已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s，求：
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小；
(2)篮球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的大小和方向．
【答案】（1）1.56m/s（2）80m/s2，方向竖直向上；（3）0.66m/s，方向向下.
【解析】
【详解】
（1）下落过程的平均速度
（2）设向下为正方向，则与地面碰撞过程中，方向竖直向上；
（3）全程的位移x=3.05-1.23=1.82m；全程的时间t=1.95+0.5+0.3=2.75s；
则平均速度，方向向下.
9．如表所示是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点开出．（下列所求速度单位均用：m/s）
（1）T107次列车由北京西站开出直至到达聊城站，运行的平均速度是多少？ （2）T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速度是多少？ （3）T108次列车在9时30分的瞬时速度是多少？ 【答案】(1)24.9/m s （2）36.63/m s （3）瞬时速度为0 【解析】 【详解】
(1)由列车时刻表可得：x 1=350km=3.5×105m t 1=234min=1.404×104s
则:5
114
1 3.510m/s 24.9m/s 1.40410x v t ⨯=
==⨯ (2)由列车时刻表可得：x 2=178km=1.78×105m t 2=81min=4.86×103s
则:5
223
2 1.7810m/s 36.63m/s 4.8610x v t ⨯=
==⨯ (3)由列车时刻表可以看出：列车9：28到达聊城站，9：36从聊城站开出，所以9：30列车停在聊城站，瞬时速度为0． 【点睛】
解决本题的关键掌握平均速度的求法，注意该题中的平均速度实际上等于平均速率的大小，根据路程与时间的比值
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a 1的加速度匀加速上升t 1=2s ；以v=3m/s 的速度匀速上升t 2=10s ；以a 2的加速度减速上升t 3=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．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
2
v 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．如图所示为A 、B 、C 三列火车在一个车站的情景，A 车上的乘客看到B 车向东运动，B 车上的乘客看到C 车和站台都向东运动，C 车上的乘客看到A 车向西运动．站台上的人看A 、B 、C 三列火车各向什么方向运动？
【答案】A 车向西运动；B 车向西运动；C 车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A 、B 的速度都小 【解析】
由B 车上的乘客看到站台向东运动，可判断B 车向西运动；由A 车上的乘客看到B 车向东
运动，说明A车也向西运动且速度大于B车速度；C车上的乘客看到A车向西运动，则C 车有三种运动情况，C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、B的速度都小．。