高考物理专题汇编物理机械运动及其描述(一)

1、高考物理专题汇编物理机械运动及其描述( 一)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3(已知 tan 37 = )4【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x802602 m=100m设位移方向与正北方向的夹角

2、为，则603tan37804即位移的方向为北偏东372 如图所示为一种运动传感器工作原理示意图这个系统工作时固定的测速仪向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被测速仪接收根据发射与接收超声波脉冲的时间差可以得到测速仪与运动物体的距离.某次试验时， t1 =0时刻，测速仪发出一个超声波脉冲，脉冲波到达做匀加速直线运动的实验小车上，经过t1 =0.10s 测速仪收到反射波； t2 =1s 时发出第二个脉冲，此后经过t2 =0.08s 收到反射波；t3 =2s 时发射第三个脉冲，又经过t3 =0. 04s 收到反射波已知超声波在空气中传播的速度是v=340m/s ，求：(1)实验小车

3、在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离和平均速度大小；(2)实验小车的加速度大小【答案】 (1) 3.43m / s (2) 3.56m/s 2【解析】(1)由题意得，实验小车在 t1t1 时刻接收到第一个脉冲，设此时实验小车距测速仪x1 ，2有x1 v t12实验小车在 t2t 2 时刻接收到第二个脉冲，设此时实验小车距测速仪x2，有2t2x2 v2设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离为x1，则有x1 =x1x2由式可得实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离x1 =3.4m设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间间隔为t ，有t

4、 (t2t2 ) (t1t1 )22设这段时间内的平均速度为v1 ，则有 v1 =x1t由式可得这段时间内的平均速度为v1 =3.43m / s (2)依第 (1)问同理可得实验小车在接收到第三个脉冲波时实验小车距测速仪为x3 vt32实验小车在接收到第二个和第三个脉冲波之间的时间内运动的距离为x2 =x2x3 这段时间内的平均速度 v1=x2t由匀变速直线运动的规律可知，做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度所以 v1 为(t1t1 )(t2t2 )时刻的瞬时速度(11)22t12v2(t2t2) (t3t3) 时刻的瞬时速度(12)为 22t22v可得： av=

5、v2v1由 at2t1(13)tt由 (13)式可得 a=3.56m/s 23 如图所示是一辆汽车做直线运动的x t 图象（ 1）求 oa 和 cd段汽车运动的速度（ 2）求前 3 小时的平均速率和 4 小时内的平均速度【答案】 （1） 15km/h ； -30km/h （ 2）10km/h ； 0【解析】【分析】【详解】（1） x-t 图像的斜率表示运动的速度，故oa 段的速度为 voa15 km / h 15km / h1cd 段的速度为 vcd0 30 km / h30km / h1（2）由图可知，前三小时内的位移为30km，所以平均速率x30v110km / ht34 小时内的位移为0

6、，所以 4 小时内的平均速度为 04 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

7、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 。5 计算物体在下列时间段内的加速度(1)一辆汽车从车站出发做匀加速直线运动,经10 s 速度达到108 km / h；(2)以40 m / s的速度运动的汽车,从某时刻起开始刹车,经8 s 停下；(3)沿光滑水平地面以10 m / s的速度运动的小球,撞墙后以原速度大小反弹,与墙壁接触时间为 0.2 s .【答案】 （1） 3m/s 2，方向与初速度方向相同（ 2） 5m/s2 ，方向与初速度方向相反（ 3） 100m/s 2，方向与初速度方向相反【解析】【分析】由题中已知条件，统一单位，规定正方向后，根据加速度公式，

8、即可算出加速度.取初速度的方向为正方向【详解】（1）对汽车 v01 0，vt1 108 km/h 30 m/s ，t 1 10 s，所以a1vt 1v0130 0 m/s23m/s2t110方向与初速度方向相同（2）对刹车后的汽车 v02 40 m/s ， vt2 0， t 2 8 s，所以a2vt 2v020 4025m/s2t2m/s8负号表示方向与初速度方向相反（ 3）对小球 v03 10 m/s ， vt3 -10 m/s ， t3 0.2 s，所以a3vt 3 v0310 10 m/s2100m/s 2t30.2负号表示方向与初速度方向相反故本题答案是：（ 1） a1 3m/s 2，

9、方向与初速度方向相同；（ 2） a2 5m/s 2，方向与初速度方向相反；（ 3） a3 100m/s 2，方向与初速度方向相反6 一客车正以 20m/s 的速度在平直轨道上运行时 , 发现前面 180m处有一货车正以 6m/s 速度匀速同向行驶 , 客车立即合上制动器 , 做匀减速直线运动 , 需经 40s 才能停止 , 求 :(1) 客车刹车加速度大小。(2) 问是否发生碰车事故?通过计算加以说明.【答案】（1）(2) 客车在该段时间内位移因为:, 货车在该段时间内位移:,一定能发生碰车事故.【解析】【详解】(1) 客车匀减速的加速度a=-，即客车刹车加速度大小(2) 客车减速至6m/s

10、用的时间由v=v0+at 得： t=s=28s客车在该段时间内的位移x1=t=28m=364m货车在该段时间内的位移x2=v 货 t=628m=168m由于 x1=364mx2+180m=348m，所以一定能发生碰车事故。7 刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑不小心掉落江中. 他立即在船舱板上作记号，对他的船友说： “这是我的剑掉落的地方 .“到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑 .这则寓言不但有讽刺意义，而且还包含一定的物理含义，从物理学选择参考系的角度回答下列问题：1 楚人找剑选择的参考系是什么？2 请你为楚人提供一种找到这把剑的方法【答案】 （1）船（ 2）见

11、解析【解析】【分析】运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的【详解】（ 1）楚人记下的是剑相对船的下落位置；故是以船为参考系；（ 2）要想找到这把剑应以固定的物体为参考系才能准确得到其位置；故可有以下方法：记下剑掉落位置离岸上某标志的方向和距离，选择的参考系是河岸 ；在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻船速和航行时间，据些求出靠岸的船和剑落地点的距离选择的参考系是船【点睛】（ 1）判断一个物体的运动和静止，首先确定一个参照物，再判断被研究的物体和参照物之间的位置是否变化（ 2）参照物

12、的选择可以是运动的，也可以是静止的如果选定为参照物，这个物体就假定为不动8 如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了 300m 到达电影院，继续行驶了 150m 到达度假村，又向西行驶了 950m 到达博物馆，最后回到超市，全程用时 70s。以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1 个单位长度表示100m ，试求：（ 1）在直线坐标系上表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置。（ 2）轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？（ 3）全程的平均速率和平均速度的大小分别是多少？【答案】（ 1）（2）位移为800m ，方向向西； 路程为 1100 m 。（ 3）平均速率和平均速

13、度的大小分别为20 m/s ， 7.1 m/s 。【解析】【详解】（1）以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，则电影院的坐标为300 m ，度假村的坐标为450 m，博物馆的坐标为450m950m500m ，位置如图所示：（2）轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中位移x500m300m800m ，（负号表示方向向西)轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中路程s150m950m1100m 。（3）全程的总路程s300m150m+9501400m平均速率，s1400v1= t70m/s20m/s ；全程的总位移 x500m ；故平均速度 :v2 = x500 m/s7.1m/st70负号说明

14、平均速度的方向向西。9 如图中的三条直线描述了a 、b、 c 三个物体的运动通过目测，判断哪个物体的加速度最大，并说出根据，然后根据图中的数据计算它们的加速度大小，并说明加速度的方向【答案】 a 物体加速度最大，因为斜率最大aa2b2c=0.625 m/s，a=0.083 m/s ， a = 0.25m/s 2， aa 、ab 与速度方向相同，ac 与速度方向相反【解析】【详解】a 的斜率最大，加速度最大由图象的数据可得到：aa2.50 m / s20.625m / s2 ， ab2.52m / s20.083m / s2 ，6260ac02m / s20.25m / s2 .8aa、 ab

15、与速度方向相同，ac 与速度方向相反10 足球运动员在罚点球时，球获得25m / s 的速度并做匀速直线运动，设脚与球作用时间为 0.1s ，球又在空中飞行0.4s 后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为0.1s，且球被挡出后以 10m / s 沿原路返弹，求：1 罚球瞬间，球的加速度多大？2 接球瞬间，球的加速度多大？【答案】 (1) 250m/s 2；(2) 350m/s 2【解析】【详解】（1）由加速度公式， avv得：设定初速度的方向为正方向，v t罚球瞬间，球的加速度为：a1 vv25 0250m / s2v t0.1（2）守门员挡球瞬间，球的加速度为：a2vv10 25350m

16、/ s2v t0.1负号表示加速度方向与初速度方向相反【点睛】本题属于加速度定义式的运用，很多同学，不注意速度的方向，属于易错题速度与加速度均是矢量，速度变化的方向决定了加速度的方向，却与速度方向无关11 甲、乙两辆汽车相距 600m，并分别以 10m/s 和 20m/s 的速度在一条平直公路上相向行 驶，在两汽车间有一只小鸟以 20m/s 的速率往返飞翔，这只小鸟从汽车甲前端开始，飞向汽车乙，遇到汽车乙前端时又立即掉头飞向汽车甲，如此往返飞行，直到两汽车相遇，求：(1)这只小鸟飞行的路程；(2)这只小鸟飞行的平均速度【答案】 (1)400m (2)10m/s【解析】【分析】【详解】（1）设两车相距 d600m ， v110m/s ， v220m/s ，相遇时间为 t ，则两