高考物理机械运动及其描述试题类型及其解题技巧含解析

高考物理机械运动及其描述试题类型及其解题技巧含解析
一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述
1．做变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度是14/v m s =，后一半时间的平均速度是28/v m s =，则全程的平均速度是多少？若全程的平均速度' 3.75/v m s =，前一半位移的平均速度1'3/v m s =，求这个物体后一半位移的平均速度是多少？ 【答案】6m/s ，5m/s 【解析】 【详解】
（1）令全程时间为2t ，则根据平均速度关系有全程位移为12s v t v t =+
全程的平均速度121248
./6/2222
v t v t v v s v m s m s t t +++===== （2）令全程位移为2s ，则根据平均速度关系有全程通过的时间12
s s
t v v =
+ 所以全程的平均速度
12
1212
222 v v s s
v s s t v v v v ⋅=
==++ 代入数据：2
2
233.753v v ⨯⨯+＝
解得：2v ＝5m /s
点睛：解决本题的关键是根据给出的平均速度分别求出全程运动的位移和时间表达式，再根据平均速度公式求解．掌握规律是正确解题的关键．
2．随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。

某路段机动车限速为15 m/s ，一货车严重超载后的质量为5．0×104
kg ，以15 m/s 的速度匀速行驶，发现红灯时司机刹车，货车做匀减速直线运动，加速度大小为 5 m/s 2。

已知货车正常装载后的刹车加速度大小为10 m/s 2。

（1）求此货车在超载及正常装载情况下的刹车时间之比？ （2）求此货车在超载及正常装载情况下的刹车距离分别是多大？ 【答案】（1）；（2）
，
【解析】
试题分析：（1）该机动车做匀减速直线运动，根据速度时间公式，有 不超载时： 超载时：
解得
即此货车在超载及正常装载情况下的刹车时间之比。

（2）该机动车做匀减速直线运动，根据速度位移公式，有 不超载时 超载时：
解得:
,
．
考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动的位移与时间的关系
【名师点睛】本题关键是对车的匀减速直线运动过程多次运用速度时间公式和位移时间公式列式，然后联立方程组求解。

3．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。

4．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．
5．一物体从O 点出发，沿东偏北30°的方向运动10 m 至A 点，然后又向正南方向运动5 m 至B 点．（sin30°=0.5）
（1）建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹； （2）依据建立的坐标系，分别求出A 、B 两点的坐标
【答案】（1）如图：
；（2）A （3，5）
B （30） 【解析】 【分析】 【详解】
（1）以出发点为坐标原点，向东为x 轴正方向，向北为y 轴正方向，建立直角坐标系，如图所示：物体先沿OA 方向运动10m ，后沿AB 方向运动5m ，到达B 点，
（2）根据几何关系得：1
sin 301052
A y OA m =⋅︒=⨯
=， 3
cos3010532
A x OA m =⋅︒=⨯
=， 而AB 的距离恰好为5m ，所以B 点在x 轴上，则A 点的坐标为()
535m m ，
，B 点坐标为()
5
30m ，
．
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 （42/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 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 =
==++．
7．一质点在x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后：
(1)质点在前10s 内的位移、路程各为多大？ (2)质点在8s 末的瞬时速度为多大？
(3)质点在0到18s 这段时间内的平均速度多大？ 【答案】（1）
（2）0（3）
【解析】
试题分析：（1）质点在x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动那么在前10s 内的位移就是从2m 到8m ，位移即，由于是直线运动且是单方向所以路程等于位移大小
6m ．
（2）从6s 到10s 坐标一直停留在8m 处，且是单方向直线运动，说明物体处于静止状态，因此8s 末的瞬时速度为0m/s
（3）质点在0到18s 这段时间内从坐标2m 到坐标24m ，位移
时间
，平均速度
考点：坐标与位移路程关系
8．如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆．讨论并回答下列几个问题。

（1）教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？
（2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？
（3）测量其所跳高度时，能否看成质点
【答案】（1）不能（2）能（3）能
【解析】
【详解】
（1）不能，纠正动作不能忽略运动员的形状大小和形状，因此不能看成质点
（2）能，分析运动员的助跑速度时，运动员的大小和形状对分析问题影响很小，可以看成质点
（3）能，分析运动员的所跳高度时，可以忽略运动员的大小和形状，可以看成质点
9．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/s2）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=a1t B①
由图表可知当t=1.2s时，速度v=1.1m/s，此时有：v=v B-a2(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.
10．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/s 2，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．
11．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．
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∆=
∆v
a t
得： 0106
22
v 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2
2m
s 的匀加速直线运动，即速度与时间的关系式为：
62v t =+，所以v-t 图象如图：
【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．。