高考物理机械运动及其描述答题技巧及练习题(含答案)

高考物理机械运动及其描述答题技巧及练习题(含答案)
一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述
1．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．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）2
2
2
x 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2
2
2
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．
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1418
v 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
22
221122
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．设质量为m 的子弹以初速度V 0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。

5．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．
6．如图所示，汽车先向东行驶5km ，又向西行驶8km ，若以汽车开始运动时为坐标原点，向东为正方向，建立坐标系，试求：
（1）汽车在最东边和最西边的位置坐标；
（2）汽车运动过程中整个过程的位移和路程．
【答案】（1）5km -3km（2）位移为-3km，路程为13km
【解析】
【分析】
坐标系建立以后也就知道了正方向，在正方向上的点位置为正值，在负方向上的点的位置为负值，位置的变化有方向，位移等于末位置坐标减去初位置坐标；
【详解】
（1）根据图象可知，汽车在最东边的坐标为
在最西边的坐标为：；
（2）整个过程的位移为：，整个过程的路程为：。

【点睛】
本题考查了坐标系的知识，坐标系包含了方向和位置，在正方向的位置为正，在负方向的位置为负。

7．某人从A点出发，先以4m/s的速度向东走了20s，到达B点，接着以2m/s的速度向北又走了30s，到达C点，求此人在这50s内的平均速率和平均速度的大小．
【答案】平均速度为2m/s；平均速率为2.8m/s
【解析】
【详解】
由题意可知，，
此人在50内的路程为：，
此人在50内的位移大小为：，
则平均速率为：，
平均速度的大小：．
【点睛】
位移等于首末位移的距离，由几何关系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移与时间的比值．平均速率等于路程与时间的比值．
8．一辆汽车以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
9．一个篮球从高的篮筐上由静止开始下落，经
落到水平地面上，速
度
，然后以
反弹，经
达到最高点
，已知篮球
与地面碰撞的时间为0.3s ，求：
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小； (2)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向；
(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和方向． 【答案】（1）1.56m/s （2）80m/s 2，方向竖直向上；（3）0.66m/s ，方向向下. 【解析】 【详解】
（1）下落过程的平均速度
（2）设向下为正方向，则与地面碰撞过程中，方向竖直
向上；
（3）全程的位移x=3.05-1.23=1.82m ；全程的时间t=1.95+0.5+0.3=2.75s ； 则平均速度
，方向向下.
10．一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.
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．计算下列物体的加速度：
(1)在高速公路上汽车做匀加速运动,经2min 速度从36 km/h.提高到144 km/h..
(2)沿光滑水平地面以12m/s 运动的小球,撞墙后以8m/s 速度大小反弹回来,与墙壁接触时间为0.2s. 【答案】0.25 m ; 100 m
, 方向与原运动方向相反
【解析】 【详解】
（1）36km/h=10m/s ，144km/h=40m/s ，根据加速度的定义式
（2）根据加速度的定义式 ，负号表示方向与原速
度方向相反．
【点睛】
解决本题的关键知道速度方向可能与初速度方向相同，可能与初速度方向相反，以及掌握加速度的定义式．。