高考物理机械运动及其描述解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析

高考物理机械运动及其描述解题技巧及经典题型及练习题(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
603
tan 37804
θθ=
=⇒=︒ 即位移的方向为北偏东37°．
2．用运动传感器可以测量运动物体的速度：如图所示，这个系统有一个不动的小盒子
B ．工作时，小盒B 向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被B 盒接收．B 将信息输入计算机由计算机处理该信息，可得到被测物体的速度．若B 盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲，而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲
（1）试判断汽车远离小盒B ，还是靠近小盒B ？ （2）试求汽车的速度是多少？
【答案】（1）汽车靠近小盒B ，（2） 22.7m/s 【解析】
（1）根据题意得：B 盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲，而每隔1.3秒接收到一个超声波脉冲，1.5 1.3s s >，时间变短，由s=vt 知，s 变小，故汽车运动的物体运动方向是靠近小盒B 盒
(2)设第一次超声波发射至返回时间t 1，测速仪第一次发出超声波时，经过了t 1到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了t 1的时间；汽车距测速仪：11t s v =声 测速仪第二次发出超声波时，经过了t 2到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了t2的时间；汽车距测速仪：22t s v =声
因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了：21s s s =- 汽车行驶了s 共用了时间12t t t t =++∆ 则有12t=1.5s t +∆，22t t=1.3s +∆ 汽车的速度 22.7/s v m s t
=
=
3．足球运动员在罚点球时，球由静止被踢出时的速度为30m/s ，在空中运动可看做匀速直线运动，设脚与球作用时间为0．15s ，球又在空中飞行11m 后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为0．2s ，且球被挡出后以10m/s 的速度沿原路反弹，设足球与脚或守门员的手接触的时间内加速度恒定，求：
（1）脚与球作用的时间内，球的加速度的大小； （2）球在空中飞行11m 的过程中所用的时间； （3）守门员挡球的时间内，球的加速度的大小和方向
【答案】（1）200m/s 2（2）0．37s （3）-200m/s 2；方向与球踢出后的运动方向相反 【解析】
试题分析：假设球被踢出时速度方向为正；（1）；
（2）；
（3），方向与球踢出后的运动方向相反
考点：加速度
【名师点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意公式的矢量性，当速度的方向与正方向相同，取正值，当速度方向与正方向相反，取负值。

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．设质量为m的子弹以初速度V0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】①0
mv 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：0
mv v M m
=
+共 ②据能量守恒定律：
22011()22
mv M m v Q =++共 解得：20
2()
Mmv Q M m =+
③设平均阻力大小为f 据能量守恒定律：fd=Q
则 20
2()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。

6．一物体以6m/s 的初速度沿水平面运动，经过4s 后，速度大小变为2m/s ，求物体的速度变化量？物体的加速度？ 【答案】
【解析】 【详解】 规定初速方向为正
①如果速度方向与初速度同向，则有∆v =2-6m/s=-4m/s a =∆v /t =-1m/s 2
②如果速度与初速度反向，则有∆v =-2-6m/s=-8m/s a =∆v /t =-2m/s 2 【点睛】
本题是加速度定义式的直接应用，要注意矢量的方向性.
7．一辆汽车沿直线公路以速度v1行驶了的路程，接着以速度v2=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v1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v1
前路程所用时间为
后路程所用时间为
全程平均速度，t=t1+t2
解得：v1=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.
8．一质点在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
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）9
m/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，0
v=
（3）由 x
v t
=
； 018t x x x cm =-=； 质点在00.16s -内的平均速度 9
/8
v m s =
故本题答案是：（1）（2）0（3）
9
m/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，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．每天,当太阳从非洲大陆的地平线上升起时,整个草原又渐渐呈现出一片勃勃生机:游弋、觅食、猎杀、逃避……生的希望总是在死的阴霾下升起,任时光流转、周而复始。

如图所示,猎豹追捕猎物时,在起跑之后3 s 就能达到100 km/h 的速度,只不过猎豹的耐力有限,以最高速度只能维持100 m 的路程。

试求:
(1)猎豹起跑之后加速过程中的平均加速度有多大; (2)猎豹以最高速度跑完100 m 的路程所用的时间。

【答案】（1） （2）3.6s
【解析】 【详解】 由题意可知 ，则可知猎豹起跑之后加速过程中的平均加速度的大小
为
(2)猎豹以最高速度跑完100m 的路程所用的时间为：
故本题答案是：（1） （2）3.6s
【点睛】
利用加速度的概念可以求出加速度的值，再利用匀速运动的特征可以求出猎豹匀速运动中的时间。

12．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．
（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，全程的平均速度又是多少？中国首艘航空母舰“辽宁”号交付海军服役后，进行了舰载机起降等多项科学实验，使我国海军力量不断发展壮大．若在某次海上军事演习中，一艘驱逐舰以90km/h 的速度追赶在它前面120km 处正向同方向匀速航行的航空母舰，驱逐舰总共追赶了270km 才赶上，则航空母舰的舰速为多大？
【答案】（1）12
2
v v v +=
（2）12122v v v v ；50km/h
【解析】 【分析】
由速度公式的变形公式求出前一半时间通过的路程和后一半时间通过的路程，然后由平均速度公式求出全程的平均速度；由速度公式的变形公式求出汽车的运动时间，然后由平均速度公式求出全程的平均速度；先根据快艇的速度和行驶距离求出所用时间，用快艇行驶的距离减去快艇和航空母舰原先的距离就等于航空母舰的行驶距离，根据速度公式即可求出． 【详解】
（1）设全程的时间为2t ，前一半时间通过的位移11x v t =， 后一本时间通过的位移：22x v t =， 全程的平均速度：121212
222
x x v t v t v v v t t +++=
==； （2）设甲乙两地间的距离是2x ，
则前半段与后半段的位移都是x ，由x v t
=得汽车的运动时间：12
12x x t t v v ==，， 总的运动时间：12t t t =+，全程的平均速度：
12
12
1212
222v v x x
v x x t t v v v v '=
==+++； 根据公式s v t
=，快艇和航空母舰的运动时间为
11270390/s km t h v km h ===； 航空母舰走的距离为2270120150s km km km =-=， 军舰的速度为：2215050/3s km
v km h t h
===． 【点睛】
本题考查了求汽车的平均速度问题，熟练应用平均速度公式及其变形公式即可正确解题，解题时要注意，平均速度是物体的路程与所用时间的比值，求平均速度应先求出路程与所对应的运动时间．。