高中物理机械运动及其描述题20套(带答案)含解析

1、高中物理机械运动及其描述题20 套 ( 带答案 ) 含解析一、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v14m / s，后一半时间的平均速度是 v28m / s，则全程的平均速度是多少？若全程的平均速度v 3.75m / s ，前一半位移的平均速度v1 3m / 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s v1t v2t全程的平均速度 vsv1tv2 t .v1 v24 8 m / s6m / s2t2t22ss（2）令全程位移为2s，则根据平均

2、速度关系有全程通过的时间tv1v2v2s2s2v1v2tssv1v2所以全程的平均速度v1v2代入数据： 2 3v23.75v23解得： v2 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 如图为某高速公路出口的etc通道示意图汽车驶入etc通道，到达o 点的速度大小为 30m / s ，此时开始刹车做减速运动（可视为匀减速），om 长度为 144m ，到 m 时速度减至 6m / s ，并以此速度匀速通过mn 区 mn 长度为 36m ，视汽车为质点，求：（ 1）汽车匀减速运动过程中的加速度大小；（ 2

3、）汽车从 o 运动到 n 过程中的平均速度大小【答案】 （1） a3m / s2 （ 2） v 90 m / s7【解析】【详解】（1）根据 v02v22ax 可得a 3m / s2（2）汽车经过 om 段的时间： t1v0 v8sax6s汽车经过 mn 段的时间： t 2v汽车从 o 运动到 n 过程中的平均速度大小：x总90 m / svt1 t273我国 etc联网正式启动运行，etc是电子不停车收费系统的简称汽车分别通过etc通道和人工收费通道的流程如图所示假设汽车以v0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶，如果过 etc通道，需要在收费线中心线前10m 处正好匀减速至v=5m/s ，

4、匀速通过中心线后，再匀加速至v0 正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s 缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0 正常行驶设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为 1m/s2 ，求：（ 1）汽车过 etc通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；（ 2）汽车过 etc通道比过人工收费通道节省的时间是多少【答案】（ 1） 210m（ 2） 27s【解析】试题分析：（1）汽车过etc通道：减速过程有：，解得加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：（2）汽车过etc通道的减速过程有：得总时间为：汽车过人工收费通道有：， x2=225m所以二者的位移差为： =x2 x

5、1=225m 210m=15m （ 1分）则有：27s考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题4 一列士兵的队伍长120m ，正以某一速度做匀速直线运动，因有紧急情况需要通知排头士兵，一名通讯员以不变的速率跑步从队尾赶到队头，又从队头返回队尾，在此过程中队伍前进了 288m ，求通讯员在这段往返时间内的路程？【答案】 432m【解析】试题分析: 设通讯员的速度为v1 ，队伍的速度为v2，通

6、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 12，即：=+，整理上式得： 6v121 2+t-5vv -6v22=0 解上式得： v1=将上式等号两边同乘总时间t ，即 v1t=， v1t 即为通讯员走过的路程s1， v2t 即为队伍前进距离s2，则有： s1s2 432m 考点： 相遇问题5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vt 图象，图象如图所示（除2s10s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直

7、线）已知在小车运动的过程中， 2s14s 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） 14s18s 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 2s10s 内位移的大小 s2【答案】（ 1） 2 0m/s 2；（ 2） 32w；（ 3） 52m【解析】试题分析：（1）在 14s18s 时间段，由图象可得av14v18 （2 分）t代入数据得 a=2 0m/s 2（ 2 分）（2）在 14s18s，小车在阻力 f 作

8、用下做匀减速运动，则f = ma （1 分）在 10s14s， 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） 2s10s，根据动能定理得pt fs21 mv21 mv22 （ 2 分）22其中 v=8m/s ， v2=4m/s解得 s2 = 52m （ 2 分）考点：动能定理、功率6 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 圆周4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.

9、 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 x2r283 cm位移方向由a 点指向 b 点 点的路程 点 周的 迹 度， 路程 l=2r= 2 20 cm=942cm（2）根据平均速度定 得vx14.2cm/s 平均速度方向是由a 指向 bt 点的平均速率 l47.1cm/svt7 如 所示，一人在半径 r 的 形跑道上沿 方向以速率v 运 ， a、 b、 c 和 d分 跑道的四个端点。求:（1）人从 a 点出 第一次 b 点 的位移和路程

10、；（2）人从 a 点出 第一次 d 点的位移和路程；（3）人的位移 2r 所需的 。【答案】（ 1）位移大小 r，向 北方向路程 r（ 2）位移大小 r，向 南方向，路程 r.（ 3）(2n+1) r/ v【解析】【 解】(1)人从 a 点出 第一次 b 点 的位移大小 r，向 北方向路程 r.(2)人从 a 点出 第一次 d 点 的位移大小 r，向 南方向，路程 r.(3)人的位移 2r ，人通 的路程 r、3r、5 r，根据公式v 得 t (2n+1) r/v.8 有些国家的交通管理部 了交通安全，特 制定了死亡加速度 500 g g10m / s2，以警醒世人，意思是如果行 加速度超 此

11、 ，将有生命危 ，那么大的加速度，一般情况下 是达不到的，但如果 生交通事故 ，将会达到 一数 . ：1 一辆以 72km / h 的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车上，设大货车没有被撞动，汽车与大货车的碰撞时间为2.0 10 3 s ，汽车驾驶员是否有生命危险？2 若汽车内装有安全气囊，缓冲时间为1 10 2 s ，汽车驾驶员是否有生命危险？【答案】 （1）有生命危险（ 2）无生命危险【解析】试题分析：选汽车运动的方向为正方向(1)汽车的加速度： a0v020242t2.03m / s 10 m / s10因加速度大小为 104 m / s2500g ，所以驾驶员有生命危险(2

12、)在装有气囊的情况下汽车的加速度 a 0 v0120m / s2 2000?m / s2t 10 2因加速度大小为 2000m / s2500g所以驾驶员无生命危险考点：匀变速直线运动速度与时间的关系点评：速度变化相同，安全气囊可以延长碰撞时间，从而可以减小碰撞是的加速度9 某物体沿一条直线运动：（1）若前一半时间内的平均速度为 v1，后一半时间内的平均速度为 v2，求全程的平均速度大小（ 2）若前一半位移的平均速度为 v1，后一半位移的平均速度为 v2，求全程的平均速度大小v1 v22v1v2【答案】（ 1）（ 2）2v1 v2【解析】【详解】（1）设物体前一半时间的位移为s1，后一半时间的

13、位移为s2 ，全程用时为t则 s1tv12s2v2t2则全程的平均速度为：s1 s2vt联立解得： vv1v22（2）设物体前一半位移所用时间为t1，后一半位移用时t2 ，全程位移为sss根据运动学公式，有：t1 2t22v1v2s则全程的平均速度：v t1 t2 2v1v2联立解得： v v1v210 一质点在 x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后：(1)质点在前10s 内的位移、路程各为多大？(2)质点在 8s末的瞬时速度为多大？(3)质点在 0 到 18s 这段时间内的平均速度多大 ？【答案】 （1）（ 2） 0（3）【解析】试题分析：（ 1）

14、质点在 x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动那么在前10s 内的位移就是从2m 到 8m，位移即，由于是直线运动且是单方向所以路程等于位移大小6m（2）从 6s 到 10s 坐标一直停留在8m 处，且是单方向直线运动，说明物体处于静止状态，因此 8s末的瞬时速度为 0m/s（3）质点在0 到 18s 这段时间内从坐标2m 到坐标 24m ，位移时间，平均速度考点：坐标与位移路程关系11 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

15、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度方向相反，负号表示方向与原速【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12 2018 年 10 月 11 日俄美两国宇航员搭乘 “联盟 ” ms 10 飞船前往国际空间站，在火箭发射升空位于万米高空时，突然出现严重故障。火箭出现故障后，系统逃生机制自动启动。在紧急逃生机制启动后，宇航员所在的载员舱立刻和火箭上面级脱离，坠入大气层。

16、逃逸系统激活后，飞船在大约50 千米高度与火箭分离，最后在地表成功着陆，这是人类历史上首次成功的整流罩逃逸。某校stem空间技术研究小组对信息收集整理后，对整流罩逃逸下落的最后阶段简化如下：返回舱沿竖直方向下落，某时刻打开主伞，产生3.6104n的阻力，使返回舱经过36s 速度由80m/s匀减速至8m/s，此后匀速下落，当返回舱下落到离地高度1m时，反冲发动机点火，产生向上的1.2105n 的恒定推力（此时主伞失效，空气阻力不计），最终返回舱以低速成功着落，g 取10m/s 2。（ 1）求打开主伞匀减速阶段的加速度大小；（ 2）求返回舱的质量；（ 3）求返回舱最终的着陆速度。【答案】（ 1） 2m/s 2（ 2）3000kg （ 3）2m/s【解析】【详解】（1）打开主伞匀减速阶段，v0=