高考物理机械运动及其描述及其解题技巧及练习题(含答案)及解析

高考物理机械运动及其描述及其解题技巧及练习题(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．某十字路口的监控录像显示，一辆汽车在马路上行驶，t ＝0时，汽车在十字路口中心的左侧20m 处；过了2s ，汽车正好到达十字路口的中心；再过3s ，汽车行驶到了十字路口中心右侧30m 处．如果把这条马路抽象为一条坐标轴x ，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x 轴的正方向．
（1）试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入表中. 观测 时刻 t ＝0时
过2s
再过3s
位置 坐标
x 1＝ x 2＝ x 3＝
（2）说出前2s 内、后3s 内汽车的位移分别为多少？这5s 内的位移又是多少？ 【答案】（1）－20m ；0；30m （2）20m ；30m ；50m 【解析】 【详解】
（1）把马路抽象为坐标轴，因为向右为x 轴的正方向．所以，在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值，原点右侧的点的坐标为正值，即12320m 030m x x x =-==，，； （2）前2s 内的位移()121020m 20m x x x ∆=-=--=； 后3s 内的位移23230m 030m x x x ∆=-=-=； 这5s 内的位移()3130m 20m 50m x x x ∆=-=--=；
上述位移Δx 1、Δx 2和Δx 都是矢量，大小分别为20m 、30m 和50m ，方向都向右，即与x 轴正方向相同．
2．两年以来，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/h 2，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/km
75
80
72
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
1117575min 60
s t h v ∆=
== 8：20发车，9：35到达； 第二种乘快客汽车
2228048min 100
s t h v ∆=
== 8：40发车，9：28到达； 第三种乘火车
1120h=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.
3．一质点沿直线做单向的运动，若前一半时间的平均速度为4 m/s ，后一半时间的平均速度为6m/s ，求
（1）整个过程的平均速度大小；
（2）其它条件不变，若物体前一半位移的平均速度为4m/s ，后一半位移的平均速度为6m/s ，则整个过程的平均速度大小是多少？ 【答案】（1）5 m/s （2）4.8 m/s 【解析】
试题分析：（1）平均速度为总位移与总时间的比值，根据两段时间内的平均速度可求得总位移，再由平均速度公式可求得平均速度．（2）根据前后两段位移及平均速度可求得两段时间；再由平均速度公式可求得全程的平均速度．
（1）设一半的时间为t ，由平均速度公式可得：11x v t =、22x v t =， 则全程的平均速度：121212
25/222
x x v t v t v v v m s t t +++=
=== （2）设一半的位移为x ，则由平均速度公式可得：11x t v =、22
x
t v = 则全程的平均速度为：1221212
22 4.8/v v x
v m s t t v v =
==++ 【点睛】对于平均速度一定要明确应采用位移与时间的比值进行求解，故应先想办法求出总位移和总时间，再来求平均速度．
4．一个篮球从高h 1＝3.05 m 的篮筐上由静止开始下落，经t 1＝1.95 s 落到水平地面上，速度v 1＝19.1 m/s ，然后以v 2＝－4.9 m/s 反弹，经t 2＝0.5 s 达到最高点，h 2＝1.23 m ．已知篮球与地面碰撞的时间为0.3 s ，求： (1)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向； (2)篮球从空中下落过程的平均速度的大小；
(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． 【答案】(1)80 m/s 2，方向竖直向上 (2)1.56 m/s (3)0.66 m/s 【解析】
（2）取向下为正方向，则与地面碰撞过程中
2221 4.919.1
/80/0.3
v v a m s m s t ---'=
==-，方向竖直向上； （3）下落过程的平均速度 3.05
/ 1.56/1.95
x v m s m s t ===； （4）全程的位移' 3.05 1.23 1.82x m m m =-=； 全程的时间' 1.950.50.3 2.75t s s s s =++=；
则平均速度'' 1.82
/0.66/2.75
x v m s m s t '===；
点睛：本题考查加速度及平均速度公式，要注意正方向的选择，同时要注意平均速度为位移与时间的比值．
5．一辆汽车以72 km/h 的速度在平直公路上行驶，司机突然发现前方公路上有一只小鹿，于是立即刹车，汽车在4 s 内停了下来，使小动物免受伤害．假设汽车刹车过程中做匀减速直线运动，试求汽车刹车过程中的加速度． 【答案】5 m/s 2，方向与运动方向相反 【解析】 【详解】
刹车过程中，汽车的初速度v 0 = 72 km/h =20 m/s ，末速度v = 0，运动时间t = 4 s ．根据加速度的定义式，得刹车过程中的加速度
220020
m/s 5m/s 4
v v a t =
==--- 汽车刹车加速度大小为5m/s 2，方向与初速度方向相反
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.
7．一辆汽车沿平直的公路单向行驶，从A 处行驶到B 处用了60s ，A 、B 两地相距900m ；在B 处停留30s 后沿原路返回，用了45s 到达A 、B 的中点C 处．问： （1）这辆汽车前60s 内的平均速度是多少？ （2）这辆汽车从A 处到C 处的平均速率是多少？ 【答案】（1）15/m s （2）10/m s 【解析】 【分析】
此题关键是知道平均速度等于位移与时间的比值，平均速率为路程与时间的比值，抓住定义即可解答. 【详解】
（1）前60s 的平均速度为：900/15/
60
x v m
s m s t ＝＝=
（2）汽车从A 处到C 处的平均速率为：09004502/10/'603045
x
x v m s m s t t t +
+=
++++＝＝
8．一质点沿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， 0v = （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．
9．如图中的三条直线描述了a 、b 、c 三个物体的运动．通过目测，判断哪个物体的加速度
最大，并说出根据，然后根据图中的数据计算它们的加速度大小，并说明加速度的方向．
【答案】a 物体加速度最大，因为斜率最大．a a =0.625 m/s 2，a b =0.083 m/s 2，a c =－0.25 m/s 2，a a 、a b 与速度方向相同，a c 与速度方向相反 【解析】 【详解】
a 的斜率最大，加速度最大．由图象的数据可得到：
222.50
/0.625/62a a m s m s -=
=-，222.52/0.083/60b a m s m s -==-，2202/0.25/8
c a m s m s -==-.
a b a a 、与速度方向相同，c a 与速度方向相反．
10．某运动员在百米直线跑道上从A 点以8 m/s 的速度跑了80 m 到B 点，然后从B 点返回又以2 m/s 的速度走了20 m 到C 点，求这个运动员从A 到C 的平均速度大小和平均速率各是多少？
【答案】3 m/s ; 5 m/s 【解析】 【详解】 从A 到B 的时间
；从B 到C 的时间
； 则运动员从A 到C 的平均速度大小：；
平均速率大小：
【点睛】
题主要考查了平均速度及平均速率的计算，明确平均速度是位移和时间的比值；平均速率等于路程和时间的比值，是基础题。

11．某物体沿一直线运动，在第一个时间内平均速度是，第二个时间内平均速度是，第三个时间内平均速度是. (1)全程的平均速度是多少？
(2)仍为此全程，若完成的位移时平均速度是v1，完成中间的位移时平均速度是v2，完成最后的位移时平均速度是，全程的平均速度是多少？
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】
（1）设全过程所用的时间为，前时间的路程为
中间时间的路程为
后时间内的成为
则全过程的平均速度为：；
（2）设全程为6Ｓ
前路程的时间为
中间路程的时间为
完成最后路程的时间为
所以整个过程的平均速度为：。

【点睛】
设全程为3t或6Ｓ，可以得到全程所用时间、各段路程所用时间，求出全程的平均速度。

12．子弹以600 m/s的初速度击中一静止的在光滑水平面上的木块,经过0.05 s穿出木块,子弹的速度变为200 m/s,求子弹穿过木块时的加速度。

若木块在此过程中产生了200 m/s2的加速度,求木块获得的速度多大?
【答案】-8000m/s2；10 m/s
【解析】
【详解】
对子弹运用加速度的定义：
对木块根据速度公式：v=at=200×0.05=10m/s。