(物理)高考必刷题物理机械运动及其描述题

（物理）高考必刷题物理机械运动及其描述题

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．在运动场的一条直线跑道上，每隔5m 放置一个空瓶子，运动员在进行折返跑训练时，从中间某一瓶子处出发，跑向最近的空瓶，将其扳倒后返回，再扳倒出发点处的瓶子，之后再折返跑到最近的空瓶，将其扳倒后返回，依此下去，当他扳倒第6个空瓶时，他经过的路程是多大？位移是多大？从中间某一瓶子处出发后，他再经过出发点几次？

【答案】路程80m ；位移10m ；再经过出发点4次

【解析】

【分析】

【详解】

如图所示，设运动员从位置O 出发跑向位置a ，扳倒空瓶后返回位置O ，扳倒空瓶后又跑向位置c ，扳倒空瓶再跑向位置b ，依次进行下去，当他扳倒第6个空瓶时应在位置d 处，据此可求出运动员的总路程和位移．由以上分析得路程

，代入数据后得到．位移大小；往返过程中共经过出发点O 处5次（不包

括出发点）．

2．一列队伍长100m ，正以某一恒定的速度前进． 因有紧急情况通知排头战士，通讯员跑步从队尾赶到队头，又从队头跑至队队尾，在这一过程中队伍前进了100m ．设通讯员速率恒定，战士在队头耽搁的时间不计，求他往返过程中跑过的位移和路程的大小．（学有余力的同学可以挑战路程的计算）

【答案】100m ，（2）m

【解析】

【详解】

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：21212

100100100 v v v v v +-+＝

整理上式得：v 12-2v 1v 2-v 22=0

解得：v 1=+1）v 2；

将上式等号两边同乘总时间t ，即v 1t=+1）v 2t

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=+1）s 2=+1）100m ．

通讯员从队尾出发最后又回到队尾，所以通讯员的位移大小等于队伍前进的距离，即为100m.

【点睛】

本题考查路程的计算，关键是计算向前的距离和向后的距离，难点是知道向前的时候人和队伍前进方向相同，向后的时候人和队伍前进方向相反，解决此类问题常常用到相对运动的知识，而位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关.

3．某一长直的赛道上，有一辆F 1赛车，前方200m 处有一安全车正以10m/s 的速度匀速前进，这时赛车由静止出发以2m/s 2

的加速度追赶安全车，求： （1）赛车出发3s 末的瞬时速度大小；

（2）赛车追上安全车之前与安全车相距的最远距离；

（3）当赛车追上安全车时，赛车的速度大小．

【答案】（1）6m/s （2）225m （3）40m/s

【解析】

试题分析：（1）赛车出发3s 末的瞬时速度大小v 1=at 1=2×3m/s=6m/s ．

（2）当赛车的速度与安全车的速度相等时，相距最远， 速度相等经历的时间21052

v t s s a ＝＝＝，此时赛车的位移211002524v x m m a ＝＝＝ 安全车的位移x 2=vt 2=10×5m=50m ，

则相距的最远距离△x=x 2+200-x 1=50+200-25m=225m ．

（3）设经过t 3时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：

23312002

at vt ＝ 代入数据解得t 3=20s

此时赛车的速度v 3=at 3=40m/s

考点：匀变速直线运动的规律

【名师点睛】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解，知道速度相等时相距最远。

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】①0mv v M m =+共②2

02()Mmv Q M m =+③2

02()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：0mv v M m

=+共 ②据能量守恒定律：22011()22

mv M m v Q =++共 解得：2

02()

Mmv Q M m =+ ③设平均阻力大小为f 据能量守恒定律：fd=Q

则 2

02()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．

6．一质点由位置A 向北运动了6m 用时3s 到达B 点，然后B 点向东运动了5m 用时1s 到达C 点，再由C 向南运动了1m 用时1s 到达D 点（质点在B 点、C 点没有停顿）

（1）在图中，作图表示出质点由A 到D 整个运动过程的总位移

（2）求整个运动过程的总位移大小和方向

（3）求整个运动过程的平均速率

（4）求整个运动过程的平均速度大小．

【答案】（1） （2）位移大小52m 方向东偏北45o

（3）2.4m/s （42/m s

【解析】

【分析】

【详解】

(1)由位移的方向可知，由起点指向终点的有向线段，如图：