高中物理机械运动及其描述真题汇编(含答案)

高中物理机械运动及其描述真题汇编(含答案)

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．做变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度是14/v m s =，后一半时间的平均速度是28/v m s =，则全程的平均速度是多少？若全程的平均速度' 3.75/v m s =，前一半位移的平均速度1'3/v m s =，求这个物体后一半位移的平均速度是多少？ 【答案】6m/s ，5m/s 【解析】 【详解】

（1）令全程时间为2t ，则根据平均速度关系有全程位移为12s v t v t =+

全程的平均速度121248

./6/2222

v t v t v v s v m s m s t t +++==

=== （2）令全程位移为2s ，则根据平均速度关系有全程通过的时间12

s s

t v v =

+ 所以全程的平均速度

12

1212

222 v v s s

v s s t v v v v ⋅=

==++ 代入数据：2

2

233.753v v ⨯⨯+＝

解得：2v ＝5m /s

点睛：解决本题的关键是根据给出的平均速度分别求出全程运动的位移和时间表达式，再根据平均速度公式求解．掌握规律是正确解题的关键．

2．如图，光滑的水平面上放置质量均为m=2kg 的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）．甲车上带有一半径R=1m 的1/4光滑的圆弧轨道，其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接，乙车上表面水平，动摩擦因数μ=

，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m 0=1kg 的小滑块P （可看做质点）从圆

弧顶端A 点由静止释放，经过乙车左端点B 后将弹簧压缩到乙车上的C 点，此时弹簧最短（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块P 弹回，已知B 、C 间的长度为L=1．5m ，求：

（1）滑块P 滑上乙车前瞬间甲车的速度v 的大小；

（2）弹簧的最大弹性势能E Pm ；

（3）计算说明滑块最终能否从乙车左端滑出，若能滑出，则求出滑出时滑块的速度大小；若不能滑出，则求出滑块停在车上的位置距C 点的距离． 【答案】（1）1m/s （2）10

3

J （3）不能滑出，1m 【解析】

试题分析：（1

）滑块下滑过程中水平方向动量守恒，

机械能守恒：

解得：

，

（2）滑块滑上乙车后，由动量守恒定律得：

由能量守恒定律有：

解得：

（3）设滑块没有滑出，共同速度为，由动量守恒可知

由能量守恒定律有：

解得：

＜L ，所以不能滑出，停在车上的位置距C 点的距离为1m ．

考点：动量守恒定律；能量守恒定律

【名师点睛】此题考查了动量守恒定律及能量守恒定律的应用；正确分析物体的运动过程，把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键，也是应培养的基本能力．本题解题务必要注意速度的方向．

3．为了安全，在高速公路上行驶时两汽车之间要保持一定的距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。若司机每次从发现到采取刹车反应的时间均为1s 。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120m 。（重力加速度g 取10 m/s 2

）

（1）求汽车减速行驶时的加速度大小

（2）如遇雨天，汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若安全距离为99m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度 【答案】（1）5m/s 2

（2）18m/s

【解析】

试题分析：（1）根据1

2

0012a v t v x +=

则：1

2

230130120

a +⨯=

解得：a 1=5m/s 2

（2）11ma mg =μ

2152

ma mg =μ ==

125

2

a a 2m/s 2 2

22

0222a v t v x += 代入数值解得：182=v m/s 考点：牛顿第二定律的综合应用

【名师点睛】解决本题的关键知道汽车在反应时间内和刹车后的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大．

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

4

圆周到达B 点，(计算结果保留三位有效数字)求：

(1)质点的位移和路程． (2)质点的平均速度和平均速率．

【答案】(1) 28.3 cm ； 94.2 cm (2) 14.2 cm/s ； 47.1 cm/s 【解析】 【分析】 【详解】

（1）质点的位移是由A 点指向B 点的有向线段，位移大小为线段AB 的长度，由图中几何关系可知 位移2283 cm x r =

=．

位移方向由A 点指向B 点．

质点的路程为质点绕圆周的轨迹长度，则 路程l =×2πr=×2π×20 cm=94．2 cm ． （2）根据平均速度定义得14.2cm/s x

v t

== 平均速度方向是由A 指向B ． 质点的平均速率为47.1cm/s l

v t

=

=

5．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。

6．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：．