高考物理高考物理机械运动及其描述的技巧及练习题及练习题(含答案)

高考物理高考物理机械运动及其描述的技巧及练习题及练习题(含答案)
一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述
1．如图所示，实心长方体木块''''ABCD ABCD -的长、宽、高分别为a 、b 、c ，且.a b c >>有一小虫自A 点运动到'C 点，求：
()1小虫的位移大小；
()2小虫的最小路程．
【答案】（1）222x a b c =++ （2）()2
2s a b c =++ 【解析】()1质点从A 运动到'C 的位移大小等于A 、'C 连线的长度，为2
2222''x AC AC CC a b c ==+=++ ()2由于a b c >>，所以将矩形''BCC B 转至与前表面在同一平面，A 、'C 连线的长度为从A 运动到'C 的最短路程，
即22()s a b c =++；
答： ()1小虫的位移大小为222
a b c ++； ()2小虫的最小路程为22()a b c ++．
点睛：位移的大小等于首末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度，当两点之间沿直线距离最短，路程最短．在计算位移时，注意将立体转成平面后再计算.这种解题的思维方法，在以后的题目中用得不多，但将立体图形展开求解最短路程的方法却可以开拓视野，提高能力．
2．一列士兵的队伍长120m ，正以某一速度做匀速直线运动，因有紧急情况需要通知排头士兵，一名通讯员以不变的速率跑步从队尾赶到队头，又从队头返回队尾，在此过程中队伍前进了288m ，求通讯员在这段往返时间内的路程？
【答案】432m
【解析】试题分析: 设通讯员的速度为V 1，队伍的速度为V 2，通讯员从队尾到队头的时间为t 1，从队头到队尾的时间为t 2，队伍前进用时间为t ．由通讯员往返总时间与队伍运动时间相等可得如下方程：t=t 1+t 2，即：=+，整理上式得：6v 12-5v 1v 2-
6v 22=0解上式得：v 1=
将上式等号两边同乘总时间t ，即v 1t=
，v 1t 即为通讯员走过的路程s 1，v 2t 即为队伍前进距离s 2，
则有：s 1＝s 2＝432m ．
考点： 相遇问题
3．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v —t 图象，图象如图所示（除2s~10s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知在小车运动的过程中，2s~14s 时间段内小车的功率保持不变，在14s 末通过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量m=2．0kg ，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取g=10m/s 2．求：
（1）14s~18s 时间段小车的加速度大小a ；
（2）小车匀速行驶阶段的功率P ；
（3）小车在2s~10s 内位移的大小s 2．
【答案】（1）2．0m/s 2；（2）32W ；（3）52m
【解析】试题分析：（1）在14s —18s 时间段，由图象可得1418v v a t -=
∆（2分）
代入数据得 a=2．0m/s 2（2分）
（2）在14s —18s ，小车在阻力f 作用下做匀减速运动，则 f =" ma" （1分）
在10s —14s ， 小车作匀速直线运动，牵引力 F =" f" =4．0N （1分）
小车匀速行驶阶段的功率 P=Fv （1分）
代入数据得 P =32W （2分）
（3）2s —10s ，根据动能定理得 22221122
Pt fs mv mv -=
-（2分） 其中 v="8m/s" ，v 2=4m/s
解得 s 2 = 52m （2分）
考点：动能定理、功率
4．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
5．如图所示，今有一底面直径和高都为10cm的圆柱形纸筒（上、下底面开口），在下底部边沿A点有一只小蚂蚁，若小蚂蚁为了用最快的时间爬到上部边沿处的B点，已知小蚂蚁的爬行速度不变，试求：
（1）小蚂蚁爬行的路程有多少？
（2）整个过程中的位移有多大？
【答案】（1）18.6cm（2）14.1cm
【解析】
【详解】
（1）两点之间线段最短，为了找到在圆柱形纸筒的表面上A、B两点之间的最短路径，可以把纸筒沿侧壁剪开，如图所示，
展开成平面后，连接AB ，则线段AB 的长度即为小蚂蚁爬行的最短路程。

由勾股定理可知()22105cm 18.6m AB s π=+≈ 。

（2）整个过程中的位移大小等于图中A 、B 两点的连线的长度，由勾股定理可知221010cm 14.1m AB x =+≈ 。

6．从高出地面2 m 的位置竖直向上抛出一个球，它上升4 m 后回落，最后小球到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为坐标原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写下表：
【答案】
【解析】
【分析】
物体位移可以用从初位置到末位置的有向线段表示，线段的长度表示位移大小，线段方向表示位移方向，根据图示分析答题；
【详解】
由题意，根据图示可知，物体的位置坐标与位移如下表所示：
【点睛】
本题考查了求物体的位置坐标、求物体的位移，知道位移的概念、分析清楚图示情景与物体运动过程即可正确解题。

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．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 =a 1t B ① 由图表可知当t =1.2s 时，速度v =1.1m/s ，此时有：v =v B -a 2(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.
9．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：221025350/0.1v 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．
10．2012年8月25日，在伦敦奥运会女排小组赛中中国队以3∶2击败韩国队，夺得小组赛亚军．中国队与韩国队交锋时，假如从韩国队飞来的排球具有水平方向上的20 m /s 的速度，被击后球以原速率水平返回，球与王一梅的手接触时间为0.2 s ，设0.2 s 内排球的速度均匀变化，求排球被击打过程中的加速度．
【答案】2200/m s ，其方向沿球返回的方向
【解析】
【分析】
【详解】
以飞来的方向为正方向，则初速度v 0=20m/s ，末速度v=-20m/s ，
根据加速度的定义得 球的加速度2220202000.2
m m a s s --==- 负号表示加速度方向与飞来的方向相反即其方向沿球返回的方向．
11．一列长50m 的队伍，以1.8m/s 的速度经过一座全长100m 的桥，当队伍的第一个人踏上桥到队尾最后一人离开桥时，总共需要的时间是多少？
【答案】83.3s
【解析】
试题分析：从队伍的第一个人踏上桥到队伍最后一个人离开桥，队伍一共行走的路程为50100150x x x m m m =+=+=队桥 根据速度公式：s v t
=， 当队伍全部穿过大桥所需要的时间为100x t s v =
=． 答：总共需要的时间是100s ．
考点：匀速直线运动
【名师点睛】本题考查时间的计算，关键是速度公式及其变形的灵活运用，难点在于路程的确定．当队伍全部通过大桥时，队伍经过的距离为队伍的长度与大桥长度之和，行进速度已知，根据速度公式的导出公式求所需的时间．
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．。