2013高考物理 常见难题大盘点 运动学基本概念 变速直线运动

1 20132013 高考物理常见难题大盘点 运动学基本概念高考物理常见难题大盘点 运动学基本概念 变速直线运动变速直线运动 1 甲 乙 丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标 以后甲车一直做匀速直线运动 乙车 先加速后减速运动 丙车先减速后加速运动 它们经过下一路标时的速度又相同 则 甲车先通过下一个路标 乙车先通过下一个路标 丙车先通过下一个路标 三车同时到达下一个路标 解答 由题知 三车经过二路标过程中 位移相同 又由题分析知 三车的平均速度 之间存在 所以三车经过二路标过程中 乙车所需时间最短 丙 v 丙 v 丙 v 本题的正确选项为 B 2 质点沿半径为R的圆周做匀速圆周运动 其间最大位移等于 最小位移等于 经过周期的位移等于 9 4 解答 位移大小为连接初末位置的线段长 质点做半径为R的匀速圆周运动 质点的 最大位移等于 2R 最小位移等于 0 又因为经过周期的位移与经过周期的位移相T 4 9 T 4 1 同 故经过周期的位移的大小等于 T 4 9 R2 本题的正确答案为 2R 0 R2 3 一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过 当他听到飞机的发动 机声从头顶正上方传来时 发现飞机在他前上方约与地面成 60 角 的方向上 据此可估算出此飞机的速度约为声速的 倍 解答 飞机发动机的声音是从头顶向下传来的 飞机水平作匀 速直线运动 设飞机在人头顶正上方时到地面的距离为Y 发动机 声音从头顶正上方传到地面的时间为t 声音的速度为v0 于是声 音传播的距离 飞机飞行的距离和飞机与该同学的距离组成了一直 角三角形 由图 2 1 可见 X v t Y v0t tan300 Y X 由 式 式和 式得 58 0 3 3 0 v v 本题的正确答案为 0 58 图 2 1 2 4 天文观测表明 几乎所有远处的恒星 或星系 都以各自的速度背离我们而运动 离 我们越远的星体 背离我们运动的速度 称为退行速度 越大 也就是说 宇宙在膨 胀 不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比 即 v Hr 式中H为一常量 已由天文观察测定 为解释上述现象 有人提出一种理论 认为宇宙是 从一个大爆炸的火球开始形成的 假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动 并设 想我们就位于其中心 则速度大的星体现在离我们越远 这一结果与上述天文观测一致 由上述理论和天文观测结果 可估算宇宙年龄T 其计算式为T 根据 过去观测 哈勃常数H 3 10 2m s l y 其中 l y 光年 是光在 1a 年 中行进的距 离 由此估算宇宙的年龄约为 a 解答 由于宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的 又假设大爆炸后各星体以不同的 速度向外做匀速 直线运动 速度越大的星体离爆炸中心越远 由匀速直线运动公式可求得 各星体从爆炸到现在的运动时间 即为宇宙年龄T s a 2 8 103 10336002436511 HHr r v s T 10 101 本题的正确答案为 H 1 10 101 5 甲乙两地相距 220km A车用 40km h 的速度由甲地向乙地匀速运动 B车用 30km h 的 速度由乙地向甲地匀速运动 两车同时出发 B车出发后 1h 在途中暂停 2h 后再以原速度 继续前进 求两车相遇的时间和地点 解答 由题意知 3h 以后 B车行驶了 30 km 而A车行驶了 120km 这时两车还相距 70 km 到两车相遇还需 1h 所以两车相遇的时间为出发后 4h 两车相遇的地点为距甲地 160km 6 一辆汽车向悬崖匀速驶近时鸣喇叭 经t1 8s 后听到来自悬崖的回声 再前进 t2 27s 第二次鸣喇叭 经t3 6s 又听到回声 已知声音在空气中的传播速度v0 340m s 求 汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离 汽车的速度 解答 设汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为s 汽车的速度为v 由图 2 2 知 2s v0t1 vt1 第二次鸣喇叭时汽车与悬崖的距离为 s s v t1 t2 与 式类似关系可得 2 s v0t3 vt3 由于v0 340m s t1 8s t2 27s t3 6s 代入数据解得 s 1400m v 10m s 所以 汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为 1400m 汽车的速度为 10m s 7 轮船在河流中逆流而上 下午 7 时 船员发现轮船上的一橡皮艇已失落水中 船长命令 马上掉转船头寻找小艇 经过一个小时的追寻 终于追上了顺流而下的小艇 如果轮船在 图 2 2 3 整个过程中相对水的速度不变 那么轮船失落小艇的时间是何时 解答 以流动的水为参照物 落水的橡皮艇相对水是静止的 又由于轮船在整个过程 中相对水的速度大小不变 从开始寻找小艇到追上小艇 经过了一个小时 根据运动的对 称性可知 从轮船失落橡皮艇到开始寻找小艇的时间也一定是一个小时 所以轮船失落小 艇的时间是下午 6 时 8 图 2 3 是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图 测速仪发出并接收超声波脉 冲信号 根据发出和接收到的信号间的时间差 测出被测物体的速度 图 2 4 中p1 p2 是 测速仪发出的超声波信号 n1 n2分别是p1 p2由汽车反射回来的信号 设测速仪匀速扫 描 p1 p2之间的时间间隔 t 1 0s 超声波在空气中传播的速度是v 340m s 若汽 车是匀速运动的 则根据图 2 9 可知 汽车在接收到p1 p2两个信号之间的时间内前进的 距离是 m 汽车的速度是 m s 解答 如图 2 5 所示 设汽车两次接收到信号的位置分别要A B两处 从题图 2 4 可 读出p1 p2之间所占的刻度为 3 5 0 5 3 个刻度 所对应的时间间隔 t 1 0s 这样可 得测速仪两次接收到回波的时间分别为 s 0 4s 0 1 3 2 1 1 t s 0 3s 0 1 3 9 0 2 t 由图 2 5 知 m 68m 2 4 0 340 2 1 1 t vs m 51m 2 3 0 340 2 2 2 t vs 所以汽车在两次接收到信号之间运动的距离为s s1 s2 68 51 m 17m 汽车通过这段位移的时间由题图 2 4 可算出 t s 0 95s 0 1 3 1 195 3 所以汽车的速度是m s 17 9m s 95 0 17 t s v 本题的正确答案为 17 17 9 01234 p1n1n2p2 图 2 3 图 2 4 图 2 5 4 9 如图 2 6 所示 一辆实验小车可沿水平地面 图 中纸面 上的长直轨道匀速向右运动 有一台发出细 激光束的激光器装在小转台M上 到轨道的距离MN 为d 10m 转台匀速转动 使激光束在水平面内扫 描 扫描一周的时间为T 60s 光束转动方向如图 中箭头所示 当光束与MN的夹角为 45 时 光束正 好射到小车上 如果再经过 t 2 5s 光束又射到 小车上 则小车的速度为多少 结果保留两位数字 解答解答 在时间 t内 光束转过的角度为 360 15 T t 如图 2 7 所示 本题有两种可能 1 光束照射到小车时 小车正在接近 N点 t内光束与MN的夹角从 45 变为 30 小车速度为 v1 t L 1 由图可知 L1 d tan45 tan30 所以 v1 m s 1 7m s t L 1 tan45tan30 10 tan45tan30 2 5 d t 2 光束照到小车时 小车正在远离N点 t内光束与MN的夹角从 45 变为 60 小车的速度为 v2 m s 2 9m s t L 2 tan60tan45 10 tan60tan45 2 5 d t 所以小车的速度可能为 1 7m s 或 2 9m s 10 如图 2 8 所示 一个带滑轮的物体放在水平面上 一 根轻绳固定在C处 通过滑轮B和D 牵引物体 BC水平 以水平恒速v拉绳上自由端时 物体沿水平面前进 求当 跨过B的两绳夹角为 时 物体的运动速度为多少 解答解答 设经 t时间物体由B运动到B 如图 2 9 所 示 使DE DB 则D端绳子运