物理机械运动及其描述专题练习(及答案)含解析

1、物理机械运动及其描述专题练习(及答案)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Vi 4m/s,后一半时间的平均速度是V2 8m/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Vi' 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 V"t Vt全程的平均速度v vv2 ,v-v2- m / s6m / s2t 2t 22s s(2)令全程位移为2s,则根据平均速度关系有全程

2、通过的时间t = =V1 v2_ 2s 2s2v1 v2 一一, 一， ， 、 v - =所以全程的平均速度t_s _s v1v2v v2代入数据：3.75= 2 3)3 v2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 .某十字路口的监控录像显示，一辆汽车在马路上行驶，t = 0时，汽车在十字路口中心的左侧20m处；过了 2s,汽车正好到达十字路口的中心；再过 3s,汽车行驶到了十字路 口中心右侧30m处.如果把这条马路抽象为一条坐标轴 x,十字路口中心定为坐标轴的原 点，向右为x轴的正

3、方向.左IIIIIIIIIIIIIIIIII右-(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入表中观测t = 0时过2s再过3s时刻ag 坐标x1 =x2 =x3 =(2)说出前2s内、后3s内汽车的位移分别为多少？这5s内的位移又是多少？【答案】(1) 20m； 0; 30m (2) 20m； 30m； 50m【解析】【详解】(1)把马路抽象为坐标轴，因为向右为x轴的正方向.所以，在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值，原点右侧的点的坐标为正值，即x120m, x2 0, x3 30m；(2)前 2s 内的位移 k x2 xi 020m 20m；后 3s 内的位移 x2 x3 x2 30m 0 30

4、m；这 5s 内的位移 x x3 xi 30m20m50m；上述位移 ai、及2和Ax都是矢量，大小分别为 20m、30m和50m,方向都向右，即与 x 轴正方向相同.3 .某一长直的赛道上，有一辆Fi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=2X 3m/s=6m/s

5、.(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= = s= 5s,此时赛车的位移 为=匕=m= 25ma 22a4安全车的位移 x2=vt 2=10 X 5m=50m贝 U 相距的最远距离 x=x2+200-x 1=50+200-25m=225m.1 o(3)设经过t3时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：jat；= 200 vt3代入数据解得t3=20s此时赛车的速度 V3=at3=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。34.如图所不，一质点沿半径为r=

6、20 cm的圆周自A点出发，逆时针运动2 s,运动圆周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) 28.3 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 x J2r 28.3 cm位移方向由A点指向B点.质点的路程为质点绕圆周的轨迹长度，则路程 l=x 2 71r= X 2 兀 X 20 cm =94)m.x(2)根据平均速度定义得 v 14.2cm/s平均速度方向是由 A指

7、向B.t质点的平均速率为 v - 47.1cm/s t35.如图所不，一质点沿半径为r 20cm的圆周自A点出发，逆时针运动 2s,运动一圆4周到达B点，求：(计算结果保留三位有效数字)(1)质点的路程(2)质点的位移.(3)质点的平均速度.(4)质点的平均速率.【答案】(1) 0.942m (2) 0.283m,方向由A点指向B点(3) 0.142m/s ,方向是由 A指向 B (4) 0.471m/s【解析】【详解】3 (1) 20cm 0.2m ,质点的路程为质点绕 一圆周的轨迹长度，43 3则 l 2 r - 2 3.14 0.2m 0.942m .4 4(2)质点的位移是由 A点指向

8、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：x VT2r2 72r 0.283m，位移方向由A点指向B点.(3)根据平均速度定义得：- x 0.283 / - m/s 0.142m/st 2平均速度方向是由 A指向B.(4)质点的平均速率为空42m/s20.471m/s6. 一个篮球从高川二1°5m的篮筐上由静止开始下落，经E】=1955落到水平地面上，速度盯=1，1叫5然后以吗反弹,经S达到最高点性=1.23泪，已知篮球与地面碰撞的时间为 0.3s,求： (1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小；(2)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向；(3)篮球从开始下

9、落到反弹至最高点过程的平均速度的大小和方向.【答案】(1) 1.56m/s (2) 80m/s2,方向竖直向上；(3) 0.66m/s,方向向下【解析】hi 3.05(1)下落过程的平均速度dr - 4.9 - 19.1(2)设向下为正方向，则与地面碰撞过程中 向上；(3)全程的位移 x=3.05-1.23=1.82m；全程的时间 t=1.95+0.5+0.3=2.75s ;= 7 = o =。66切/后则平均速度 乙75，方向向下.Q07. 一辆汽车沿直线公路以速度Vi行驶了 .'的路程，接着以速度 v2=20km/h跑完了其余的“的路程，如果汽车全程的平均速度v=27km/h,则v

10、1的值为多少km/h?【答案】90km/h【解析】1设全程为s,前百路程的速度为V11 I“端前？路程所用时间为 3可后3路程所用时间为 3力3s v = 全程平均速度，t=tl+t2解得：vi=90km/h .【点睛】此题考查的是平均速度计算公式的应用，需要清楚的是：平均速度等于总路程除 以总时间，不等于速度的平均 .8 .如图所示，一个篮球从高 hi=3.05m的篮筐上由静止开始下落，经 ti=1.95s落到水平地 面上，速度为 vi=7.8m/s ,然后以v2=-4.9m/s反弹，经t=0.5s达到最高点，h2 =1.23m.已 知篮球与地面碰撞的时间为 0.3s,求：(1)篮球在空中下

11、落和上升两过程的加速度大小和方向；(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向；(3)篮球在空中下落过程的平均速度；(4)篮球从开始下落到原弹至最高点过程的平均速度.【答案】(1)下落过程：4m/s2,方向竖直向下；上升过程：9.8m/s2,方向竖直向下;(2) a 80m/s2；表示方向竖直向上V 1.56m/s方向竖直向下(4) v 0.66m/s,方向竖直向下【解析】【分析】【详解】(1)由a -v可知:卜落过程的加速度：V17.8, 22a1-m/s 4m/st11.95竖直向下；上升过程的加速度:a2v 45m/s2 9-8m/s2竖直向下；(2)与地面碰撞过程中方向竖直向上；(3)

12、下落过程的平均速度方向竖直向下；(4)全程的位移全程的时间4.9 19.10.32m/s280m/s_ 3.05v m/s 1.56m/s1.95x=3.05 m -1.23 m =1.82m ;t=1.95 s +0.5 s +0.3 s =2.75s则平均速度一 1.82v m/s 0.66m/s2.75方向竖直向下6m/s 速9 . 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 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

13、该段时间内位移2 切，货车在该段时间内位移169m 因为产尸364m A力+ 180m = 168 + 180 = 348m 一定能发生碰车事故.【解析】【详解】0-20(1)客车匀减速的加速度a= 1= 4。=-仇5巾人",即客车刹车加速度大小a - 0.5m/C6-20(2)客车减速至6m/s用的时间由v=v0+at得：t= 一 s=28sv+ Po 6 + 20客车在该段时间内的位移 xi= *' t= 上 28m=364m货车在该段时间内的位移 X2=v货t=6 乂 28m=168m由于X1=364m X2+180m=348m所以一定能发生碰车事故。10 .刻舟求剑的

14、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

15、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，也可以是静止的.如果选定为参照物，这个物体就假定 为不动.口-11 .某物体沿一直线运动，在第一个 号时间内平均速度是51,第二个？时间内平均速度是内，第三个时间内平均速度是吗.(1)全程的平均速度是多少？1 1v2,完(2)仍

16、为此全程，若完成的位移时平均速度是 v1,完成中间"的位移时平均速度是II成最后&的位移时平均速度是V| + V2 4-巧【答案】(1) x【解析】【详解】(1)设全过程所用的时间为丐，全程的平均速度是多少？6巧甘?巧(2)万所西历十万国*丸,前百时间的路程为S1 二”1中间与时间的路程为|Su =51后？时间内的成为恰3二卬廿1£+/£+廿/ +廿2+廿3则全过程的平均速度为：元Q(2)设全程为6 S1 上前2路程的时间为 七a 的出中间w路程的时间为1 r s一上3 =完成最后6路程的时间为 66 s6也也门皆= 所以整个过程的平均速度为：& +上+打 门还+ 2廿1%十3也%。【点睛】设全程为3t或6S,可以得到全程所用时间、各段路程所用时间，求出全程的平均速度12.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