物理机械运动及其描述练习题含答案

物理机械运动及其描述练习题含答案

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．李小华所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向北走80 m ，再向东走60 m 就到了他所在的教室．

（1）请你画出教室的位置(以校门口为坐标原点，制定并画出适当的标度)； （2）求从校门口到教室的位移．(已知tan 37°=

34

) 【答案】（1）（2）从校门口到教室的位移大小为100 m ，方向

北偏东37°. 【解析】 【分析】 【详解】

（1）根据题意，建立直角坐标系，x 轴正方向表示东，y 轴正方向表示北，则教室位置如图所示：

（2）从校门口到教室的位移

228060m=100m x =+

设位移方向与正北方向的夹角为θ，则

603

tan 37804

θθ=

=⇒=︒ 即位移的方向为北偏东37°．

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m0=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．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．

4．（题文）如图所示为一升降机竖直向上运动时速度随时间变化的图线．

详细描述升降机的运动情况 升降机上升的总高度；

画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线．

【答案】（1）见解析（2）（3）

【解析】

【分析】

根据速度时间图象的形状，就可分析升降机的运动情况．

速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，升降机上升的总高度等于图中梯形面积的大小．

图线的斜率表示加速度，求出加速度，再画出图象．

【详解】

以升降机竖直向上运动方向为正方向：

：升降机以加速度，匀加速上升；

：升降机以速度，匀速上升；

：升降机以加速度，匀减速上升．由图象可得：升降机上升的高度在数值上等于图象与坐标轴围成的面积，即：

画出升降机在10s内加速度随时间变化的图线如图．

【点睛】

在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移．

5．一质点由位置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52

m 方向东偏北45o

（3）2.4m/s （4）2/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：

(2) 位移大小为：

2222()(61)552x AB CD BC m m =-+=-+= ，方向东偏北450；

(3) 平均速率为：

1123651 2.4311

AB BC CD m

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

==++++ ；

(4) 平均速度大小为：

2123522x m

m v s s t t t =

==++．