高考物理二轮复习 专项训练 机械运动及其描述含解析

高考物理二轮复习专项训练机械运动及其描述含解析

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．两年以来，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/h2，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∶20

10∶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

1 1

175

75min 60

s

t h

v

∆=== 8：20发车，9：35到达；

第二种乘快客汽车

2 2

2

80

48min 100

s

t h

v

∆=== 8：40发车，9：28到达；

第三种乘火车

1

120

h=0.05h 2400

v

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

1

22

0.5s 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.

2．一支队伍沿平直的公路匀速前进，其速度的大小为v 1，队伍全长为L ．一个通讯兵从队尾以速度v 2(v 2>v 1)赶到队前然后立即原速返回队尾，求这个过程中通信兵通过的路程和位移．

【答案】(1)222

2

212v L

v v - (2) 1222212v v L v v - 【解析】 【详解】

本题如果以地面为参考系分析较为复杂，可以以行进的队伍为参考系．在通讯兵从队尾向队前前进的过程中，通讯兵相对于队伍的速度为v 2-v 1；在从队前返回队尾的过程中，通讯兵相对于队伍的速度为v 2+v 1．通讯兵两次相对于队伍的位移均为L ，设运动的时间分别为t 1、t 2，则有：121L t v v =

-，212

L t v v =+

通讯兵通过的路程为两段路程的和，即有：s′=v 2t 1+v 2t 2

将上面的关系式代入得：22222

211221

2v L L L

s v v v v v v v '=+=-+-（）； 整个过程中，通讯兵通过的位移大小等于队伍前进的距离，即有：

121

22211221

2v v L L L

s v v v v v v v =+=-+-（） ； 【点睛】

本题考查位移和路程的计算，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．

3．一个人爬山，从山脚爬到山顶，然后又从山顶沿原路返回山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，求往返全过程的平均速度和平均速率各为多大？

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】

平均速度定义式为即位移与时间的比值，往复一趟人的位移为零，所以平均速度也为

，而平均速率定义式为，即路程与时间的比值，因为上下山的路程相同，所以

设，可得

故本题答案是：（2）

4．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/s2。已知货车正常装载后的刹车加速度大小为10 m/s2。

（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。

5．某质点从x 、y 直角坐标系的原点出发，在第1s 内向x 正方向运动6m ，在第2s 内向y 正方向运动8m ．求：

（1）质点在这2s 内的位移大小和方向； （2）质点在这2s 内的平均速度大小．

【答案】（1）质点在这2s 内的位移大小为10m 和方向与x 轴正方向成53°； （2）质点在这2s 内的平均速度大小为5m/s ． 【解析】

试题分析：（1）位移是矢量，是由起点指向终点的有向线段，位移与物体运动路径无关 （2）平均速度为位移与时间的比值 解：（1）位移大小为两点的连线，即为x=

方向为

，θ=53°，与x 轴正方向的夹角为53°

（2）平均速度为v=

答：（1）质点在这2s 内的位移大小为10m 和方向与x 轴正方向成53°； （2）质点在这2s 内的平均速度大小为5m/s ．

【点评】解题关键是掌握位移是矢量，大小与始末位置有关，与路径无关；平均速度为位移与时间的比值

6．如图所示，一质点自A 点出发，沿半径为20r cm =的圆周逆时针运动2s ，运动3

4

圆周到达B 点，求这段运动过程中：

()1质点的路程和位移； ()2质点的平均速度的大小．

【答案】（1）0.94m 0.28，位移方向从A 点指向B 点 （2）0.14m/s 【解析】 【分析】

(1) 位移为从初位置指向末位置的有向线段，为矢量，路程为物体走过的轨迹长度，为标量，据此可正确解答；

(2) 根据平均速率的定义即可正确解答本题．