高考物理机械运动及其描述(一)解题方法和技巧及练习题及解析

1、高考物理机械运动及其描述( 一) 解题方法和技巧及练习题及解析一、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

2、向与正北方向的夹角为，则603tan37804即位移的方向为北偏东372 某一长直的赛道上，有一辆f1 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/s2 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v1=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，2速度相等经历的时间t2 v 10

3、s5s ，此时赛车的位移x1 v 100 m25ma22a4安全车的位移x2=vt 2=105m=50m，则相距的最远距离x=x2+200-x 1=50+200-25m=225m（3）设经过t时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：12at3 200 vt332代入数据解得t 3=20s此时赛车的速度v3=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。3 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

4、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，所以 4 小时内的平均速度为04 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

5、 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，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 ， vt

6、2 0， t 2 8 s，所以a2vt 2v020 40 m/s25m/s 2t28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，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5 如图所示，一根长0.8 m 的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点a 向下滑动，向下为正方向，ob 间的距离为

7、0.2 m(1)取杆的下端 o 为坐标原点，图中a、 b 两点的坐标各是多少？环从a 到 b 的过程中，位置变化了多少？(2)取 a 端为坐标原点， a、 b 点的坐标又是多少？环从a 到 b 的过程中位置变化了多少？(3)由以上两问可以看出，坐标原点的不同对位置坐标有影响还是对位置变化有影响？【答案】 (1) 0.8 m 0.2 m 0.6 m(2)0 0.6 m 0.6 m(3)对位置坐标有影响，对位置变化无影响【解析】（1）取下端 o 为原点，则 a 点坐标为：0.8m ， b 点坐标为0.2m ；位置变化量为：xab0.2m （0.8m） 0.6m ；（2）取 a 端为原点，则a 点坐

8、标为0；b 点坐标为：0.8m0.2m0.6m ，坐标的变化量为0.6m ；（ 3）由以上结果可知，坐标原点的不同位置对位置变化没有影响；点睛：根据坐标轴的原点的不同，可以确定物体位置的坐标；再由坐标的变化可确定出位置变化量 6 一辆汽车以72 km/h 的速度在平直公路上行驶，司机突然发现前方公路上有一只小鹿，于是立即刹车，汽车在4 s 内停了下来，使小动物免受伤害假设汽车刹车过程中做匀减速直线运动，试求汽车刹车过程中的加速度【答案】 5 m/s 2，方向与运动方向相反【解析】【详解】刹车过程中，汽车的初速度v0= 72 km/h =20 m/s ，末速度 v = 0，运动时间 t = 4

9、s根据加速度的定义式，得刹车过程中的加速度av- v00- 20 m/s25m/s 2t4汽车刹车加速度大小为5m/s2 ，方向与初速度方向相反7 一辆汽车沿平直的公路单向行驶，从a 处行驶到 b 处用了 60s， a、 b 两地相距900m；在 b 处停留 30s 后沿原路返回，用了45s 到达 a、 b 的中点 c 处问：（ 1）这辆汽车前 60s 内的平均速度是多少？（ 2）这辆汽车从 a 处到 c 处的平均速率是多少？【答案】 （1） 15m / s（ 2） 10m / s【解析】【分析】此题关键是知道平均速度等于位移与时间的比值，平均速率为路程与时间的比值 ，抓住定义即可解答 .【详

10、解】（1）前 60s 的平均速度为： vx 900 m / s15m / st60xx900 450 m / s10m / s（2）汽车从 a 处到 c 处的平均速率为：v2tt0t 60 30 458 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）见解析【解析】【分析】运

11、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）参照物的选择可以是运动的，也

12、可以是静止的如果选定为参照物，这个物体就假定为不动9 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）平均速率和平均速度的大小分别为20 m/s ， 7

13、.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， v1= s1400 m/s20m/s ；t70全程的总位移 x500m ；故平均速度 :v2 = x500 m/s7.1m/st70负号说明平均速度的方向向西。10 某运动

14、员在百米直线跑道上从 a 点以 8 m/s 的速度跑了 80 m 到 b 点，然后从 b 点返回又以 2 m/s 的速度走了 20 m 到 c 点，求这个运动员从 a 到 c 的平均速度大小和平均速率各是多少？【答案】 3 m/s ; 5 m/s【解析】【详解】从 a 到 b 的时间；从 b 到 c 的时间；则运动员从a 到 c 的平均速度大小：；平均速率大小：【点睛】题主要考查了平均速度及平均速率的计算，明确平均速度是位移和时间的比值；平均速率等于路程和时间的比值，是基础题。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

15、 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，负号表示方向与原速度方向相反【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 某同学用电磁打点计时器研究手拉纸带的运动情况，得到的纸带如图所示，他在纸带上找出连续的 6 个点，分别标记上 a、 b、c、 d、 e、 f，并用直尺量出两个相邻点间的距离x1、x2、 x3、 x4、 x5，数据见下表 (电磁打点计时器使用 50 hz 低压交流电源 )x1/cmx2/cmx3/cmx4/cmx5/cm3.754.505.124.654.12(1)根据这些数据，运用你学过的知识，求出纸带在a、 e 段运动时的平均速度(2