高中物理竞赛训练题：运动学部分

物理竞赛训练试题——运动学班级________姓名________得分________一. 选择题:(3分×10=30分)1.河中有一漂浮物,甲船在漂浮物上游100米处,乙船在漂浮物下游100米处,若两船同时以相同的速度去打捞,则( )A.甲船先到B.乙船先到C.两船同时到达D.无法判断2.隧道长550米,一列火车车厢长50米,正以36千米/时的速度匀速行驶,车厢中某乘客行走的速度为1米/秒,当列车过隧道时,乘客经过隧道的时间至少为( )A.5秒B.50秒C.55秒D.60秒3.蒸汽火车沿平直道行驶,风向自东向西,路边的观察者看到从火车烟囱中冒出的烟雾是竖直向上呈柱形的,由此可知,相对于空气火车的运动方向是( )A.自东向西B.自西向东C.静止不动D.无法确定4.甲乙两船相距50千米同时起船,且保持船速不变,若两船同时在逆水中航行,甲船航行100千米,恰赶上乙船,若两船都在顺水中航行,则甲船赶上乙船需航行( )A.50千米的路程B.100千米的路程C.大于50千米小于100千米路程D.大于100千米的路程5.坐在甲飞机中的某人,在窗口看到大地向飞机迎面冲来,同时看到乙飞机朝甲飞机反向离去,下列判断错误的是( )A.甲飞机正向地面俯冲B.乙飞机一定在作上升运动C.乙飞机可能与甲飞机同向运动D.乙飞机可能静止不动6.一列长为S的队伍以速度u沿笔直的公路匀速前进.一个传令兵以较快的速度v从队末向队首传递文件,又立即以同样速度返回队末.如果不计递交文件的时间,那么这个传令兵往返一次所需的时间是( )A.2S/uB.2S/v+uC.2S v /v2+u2D.2S v /v2—u27.如图所示:甲乙两人同时从A点出发沿直线向B点走去.乙先到达B点,然后返回,在C点遇到甲后再次返回到B点后,又一次返回并在D点第二次遇到甲.设整个过程甲速度始终为V,乙速度大小也恒定保持8V.则S1:S2( )A.8:7B.8:6C.9:8D.9:78.根据图中所示情景,做出如下判断:A.甲船可能向右运动,乙船可能向右运动B.甲船可能向左运动,乙船可能向左运动C.甲船可能静止,乙船可能静止D.甲船可能向左运动,乙船可能向右运动.以上说法中正确的个数是( )A. 0个B.1个C.2个D.3个9.一辆汽车以40千米/时的速度从甲站开往乙站,当它出发时恰好一辆公共汽车从乙站开往甲站,以后每隔15分钟就有一辆公共汽车从乙站开往甲站,卡车在途中遇到6辆公共汽车,则甲乙两站之间的距离可能为( )A.45千米B.55千米C.65千米D.75千米10.AB两汽车同时从甲地驶往乙地.A车在全程1/3路程内以高速V1行驶,在全程1/3路程内以中速V2行驶,在其余1/3路程内以低速V3行驶;B车在全程1/3时间内以高速V1行驶,在全程1/3时间内以中速V2行驶,在其余1/3时间内以低速V3行驶,则( )A.甲车先到达乙地B. B车先到达乙地C.两车同时到达乙地D.无法判断二. 填空题:(4分×10=40分)1,在汽车行驶的正前方有一座高山，汽车以v1=43.2千米/时的速度行驶,汽车鸣笛t=2秒后,司机听到回声。

选择题：关于物体的运动，下列说法正确的是：A. 物体速度变化量大，其加速度一定大B. 物体有加速度，其速度一定增加C. 物体的速度为零时，其加速度可能不为零（正确答案）D. 物体加速度的方向一定与速度方向相同下列关于力的说法中，正确的是：A. 力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体B. 物体受到力的作用，其运动状态一定改变C. 只有直接接触的物体间才有力的作用D. 力是改变物体运动状态的原因（正确答案）关于牛顿运动定律，下列说法正确的是：A. 牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体不受外力时的特例B. 物体所受合外力方向与速度方向相同时，物体一定做加速直线运动（正确答案）C. 牛顿第三定律表明作用力和反作用力大小相等，因此它们产生的效果一定相互抵消D. 惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大关于曲线运动，下列说法正确的是：A. 曲线运动一定是变速运动（正确答案）B. 曲线运动的速度方向可能不变C. 曲线运动的速度大小一定变化D. 曲线运动的加速度一定变化关于万有引力定律，下列说法正确的是：A. 万有引力定律只适用于天体间的相互作用B. 物体间的万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比（正确答案）C. 万有引力定律是由开普勒发现的D. 万有引力定律适用于一切物体间的相互作用（正确答案）关于电场和磁场，下列说法正确的是：A. 电场线和磁感线都是闭合曲线B. 电场线和磁感线都可能相交C. 电场线和磁感线都是用来形象描述场的假想线，实际并不存在（正确答案）D. 电场线和磁感线都可能不存在关于电磁感应，下列说法正确的是：A. 只要导体在磁场中运动，就一定会产生感应电流B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化（正确答案）C. 感应电流的磁场总是与原磁场方向相反D. 感应电流的磁场总是与原磁场方向相同关于光的本性，下列说法正确的是：A. 光具有波动性，又具有粒子性（正确答案）B. 光在传播时往往表现出波动性，而在与物质相互作用时往往表现出粒子性（正确答案）C. 频率越大的光，其粒子性越显著D. 频率越大的光，其波动性越显著关于原子和原子核，下列说法正确的是：A. 原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子B. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短（正确答案）C. 氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光D. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量（正确答案）。

高中物理竞赛试题及答案一、选择题（每题5分，共40分）1. 一个物体从静止开始，以加速度a=2m/s²做匀加速直线运动，经过时间t=3s，其位移s是多少？A. 9mB. 12mC. 18mD. 24m2. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个恒定的拉力F，摩擦系数为μ，求物体的加速度a。

A. F/mB. (F-μmg)/mC. μgD. F/(2m)3. 一个电子在电场中受到的电场力F=qE，其中q是电子的电荷量，E 是电场强度。

如果电子的初速度为v₀，那么电子在电场中做匀速直线运动的条件是什么？A. qE = mv₀²/2B. qE = mv₀C. qE = 0D. qE = mv₀²4. 一个质量为m的物体从高度h自由落下，忽略空气阻力，经过时间t时的速度v是多少？A. v = gtB. v = √(2gh)C. v = √(gh)D. v = 2gh5. 两个相同的弹簧，将它们串联起来，挂在天花板上，然后在下方挂一个质量为m的物体，求弹簧的伸长量。

A. mg/2kB. mg/kC. 2mg/kD. mg/k - m6. 一个质量为m的物体在光滑的水平面上，受到一个恒定的水平力F，求物体经过时间t后的速度v。

A. v = F/mB. v = F*t/mC. v = √(2Ft)D. v = √(Ft/m)7. 一个物体在水平面上以初速度v₀开始做匀减速直线运动，加速度大小为a，求物体在时间t内通过的位移s。

A. v₀t - 1/2at²B. v₀²/2aC. v₀t + 1/2at²D. v₀²/2a - 1/2at²8. 一个质量为m的物体在竖直方向上做自由落体运动，经过时间t时，其动能Ek是多少？A. 1/2mv₀²B. 1/2mgt²C. mg*tD. 1/2mgt二、计算题（每题15分，共60分）1. 一个质量为2kg的物体，在水平面上以10m/s²的加速度加速运动，如果物体与地面之间的摩擦系数为0.05，求作用在物体上的水平拉力F。

【题1】 如力图1-1-1,直角三角形ABC 在铅垂平面内,斜边AC 与水平边BC 的夹角为a,一质点从A 点由静止出发,在重力作用下到达C 点.当所循路径为从A 经AB 和BC 时,从A 到 B 需时t 1,从B 到C 需时t 2;当所循路径为AC 时需时t 3,假定质点拐折时不花费时间,且只改变速度方向而速度大小不变.1.为使循上述两条路径由 A 到C 所需时间相等,即使t 1+t 2=t 3,试问角a 应为多大?2.设角a 取上述值,设质点只能在三角形范围内沿竖直路径和水平路径从A 点到达C 点, 显然有无穷多种选择.试问什么路径花费的时间最多?什么路径花费的时间最少?所需的最长时间与最短时间之比是多少?【题2】一质点以初速度0v 作直线运动,所受阻力与其速度成正比.试求当质点速度减为n v 0（n>1）时,质点经过的距离与质点所能行经的总距离之比.(可练习用两种思路求解）【题3】一质点以初速度 v o 作直线运动,所受阻力与其速度的三次方成正比（3-kv f 阻）.试求质点速度和位置随时间的变化规律以及速度随位置的变化规律.【题4】如图,在倾角为θ的山坡平面上有一门大炮,大炮相对于山坡的仰角为a,发射炮弹的初速为 v o 。

试求炮弹着点的位置,并求能达到最大射程的仰角,忽略空气阻力。

【题5】 两质点在地面上同一地点以相同速率 v o 从不同抛射角抛出．试证明,当两质点的射程R 相同时,它们在空中飞行时间的乘积为gR 2,忽略空气阻力。

【题6】 如图,位于地面的水枪与一竖直墙的垂直距离为d=3.0m,墙高h=4.0m.从水枪喷出初速恒定的水流,为使水流刚好能越过墙顶,试问水流从枪口喷出的初速v 0的最小值以及水枪的仰角α各为多少?忽略空气阻力,重力加速度g 取10m/s ².【题7】 如图,球1和球2均从同一点水平抛出,起抛点离水平地面的高度为H.两球的水平初速分别为 1v 和 2v （21v v >）.球1抛出后刚好能越过位于x p 处的竖直杆的顶端.并落于地面上的R 点,R 点与O 点的距离为R.球2抛出后落于地面,与地面作弹性碰撞,反弹后也刚好越过杆顶,并落在同一点R.试求:1.比值21v v . 2.杆的位置x p .3.杆的高度h.【题8】飞行物自地面以匀速f v 向上空垂直飞行.在地面离飞行物起飞点相距L 处发射一枚导弹,导弹与飞行物同时发射.导弹的速率v 为常值,且f v v >,每一瞬时导弹均指向飞行物运动.1.试求导弹的飞行轨迹;2.试问导弹经多长时间击中飞行物.(c x x x dx+++=+⎰)1ln(122【题9】 圆柱体固定不动,其半径为R ，其轴线与水平面垂直.很轻的不可伸长的柔软细线全部缠绕在圆柱体上且在同一水平面内,线末端系一小球,紧贴圆柱体表面.突然给小球一击,使之具有在水平方向并与圆柱体垂直的初速度v,于是缠绕的细线开始从圆柱体上解开.设解开过程中细线与圆柱体之间无相对滑动,且重力可略,即小球始终在水平面内运动. 试求:1.t 时刻小球的加速度.2.小球的轨迹方程.【题10】 细杆绕端点O 在平面内匀角速旋转,角速度为ω,杆上一小环(可看作质点)相对杆作匀速运动,相对速度为v.设t=0时刻小环位于杆的端点 O.1.试证明小环的运动轨迹为阿基米德螺线.2.试求小环在任意时刻的速度和加速度、3.试用作图法定性画出小环加速度在自然坐标系中的两个分量（切向加速度和法向加速度）.【题11】 如图所示,质点A 和质点B 同时从A 、B 两点出发,分别以速度v 1沿AB 和以速度v 2沿 BC 作匀速直线运动,BC 和AB 的夹角为a,开始时质点A 和质点B 相距为l ,试求两质点之间的最短距离.【题12】宽L 的河流,流速与离岸的距离成正比,已知两岸处的流速为零,河中心的流速为0v . 一小船以恒定的相对速度r v 垂直于水流从一岸驶向另一岸.在离岸L/4处因故突然掉头,以相对速度2r v 垂直于水流驶回本岸.试求:1.小船的运动轨迹.2.小船返回本岸时,所到处与原出发点的距离是多少.【题13】 如图,一条笔直的河流宽度为d,河水以恒定的速度0v 流动.小船从河岸的A 点出发,为了到达对岸的O 点,相对于河水以恒定的速率)(0v v v >''运动,不论小船驶到何处,它的运动方向总是指向O 点.已知0r AO =,0ϕ=∠AOP ,试求小船运动的轨迹.若O 点刚好在A 点的对面（即d AO =）,结果又如何?【题14】 如图,轮子在水平面上以角速度ω作纯滚动,已知轮子的质心速度为c v , 试求轮边缘上任一点A 的绝对速度,A 点的位置用θ角表示.【题15】如图,半径为R 的圆环静止不动,半径为r 的圆盘沿圆环内侧作无滑动的滚动,圆盘中心C 点绕环中心O 点的角速度恒为Ω.试求圆盘上与圆环相接触的 A 点相对圆环的加速度.。

物理高中竞赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上以初速度v0开始做匀减速直线运动，直到停止。

如果物体的加速度大小为a，那么物体运动的总位移是：A. \( \frac{v_0^2}{2a} \)B. \( \frac{v_0}{a} \)C. \( 2v_0a \)D. \( a^2t^2 \)2. 两个点电荷，一个带正电Q，另一个带负电-Q，它们之间的距离为r。

根据库仑定律，它们之间的电场力是：A. \( F = k \frac{Q^2}{r^2} \)B. \( F = k \frac{Q \cdot (-Q)}{r^2} \)C. \( F = -k \frac{Q \cdot (-Q)}{r^2} \)D. \( F = k \frac{Q}{r} \)3. 一个质量为m的物体从高度h自由下落，忽略空气阻力。

当物体下落到地面时，它的动能为：A. \( mgh \)B. \( \frac{1}{2}mgh \)C. \( \frac{1}{2}mv^2 \)D. \( mgh + \frac{1}{2}mv^2 \)4. 一束光从空气射入水中，入射角为θ1，折射角为θ2。

根据斯涅尔定律，以下哪个说法是正确的？A. \( \sin\theta_1 = \sin\theta_2 \)B. \( \sin\theta_1 = n \sin\theta_2 \)C. \( n \sin\theta_1 = \sin\theta_2 \)D. \( \sin\theta_1 = \frac{1}{n} \sin\theta_2 \)5. 一个电路中包含一个电阻R和一个电容C，当电路接通后，电容C 开始充电。

如果电路的初始电压为V0，经过时间t后，电容上的电压变化量为：A. \( V = V_0(1 - e^{-t/RC}) \)B. \( V = V_0e^{-t/RC} \)C. \( V = V_0(1 + e^{-t/RC}) \)D. \( V = V_0 - e^{-t/RC} \)6. 一个物体在水平面上受到一个恒定的拉力F，但物体与地面之间的摩擦力f也恒定。

物理竞赛题及答案解析
物理竞赛一直是许多年轻人追逐的梦想之一。

本文将给大家介绍几个常见的物理竞赛题目及其答案解析，希望能帮助大家更好地备战物理竞赛。

一、动量守恒定律
问题：一颗弹球以速度v1撞击一个质量为M的静止球，撞后弹球反弹回来，速度变成v2，求静止球的质量M。

答案：根据动量守恒定律，即初始动量等于末动量，可得M = (v1 + v2) / v1 * v2 。

二、能量守恒定律
问题：一个滑轮自由下滑到底时，其末速度为v，滑轮上的物体质量为m1，滑轮质量为m2，试求物体最初高度h。

答案：根据能量守恒定律，机械能在下滑过程中守恒，即E = mgh = (m1 + m2) * v^2 / 2 ，可得h = (m1 + m2) * v^2 / 2mg。

三、运动学
问题：质点做匀加速直线运动，初速度为v1，末速度为v2，加速度为a，运动时间为t，求运动路程。

答案：根据匀加速直线运动的公式，可得路程为s = (v1 + v2) * t / 2。

四、电动势与电流
问题：一个电源其内阻为R，电动势为E，一根电阻为r的电缆并联于此，求电缆中的电流强度。

答案：根据电动势原理和欧姆定律，电源电动势E = I(R+r), I = E / (R + r) 。

以上四个问题是物理竞赛中常见的题目，掌握这些知识点对参加物理竞赛非常有帮助。

因此，在备战中应该加以重视，多做一些相关的练习题，提高自己的思维和解题能力。

总的来说，物理竞赛题目需要考生掌握相关的知识点，并具备较高的思维分析能力。

只有通过平时艰苦的学习和不断的练习，才能在物理竞赛中取得好成绩。

高总物理竞赛习题专题一：质点运动学一．选择题1.如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率v0 收绳,绳不伸长且湖水静止,小船的速率为v,则小船作( )(A) 匀加速运动,θcos 0v v =(B) 匀减速运动,θcos 0v v =(C) 变加速运动,θcos 0v v =( D) 变减速运动,θcos 0v v =(E) 匀速直线运动,0v v =答案：C2.如上题图1-5，此时小船加速度为（ ） A.0 B.θθcos )tan (20l v C.lv 20)tan (θ D.θcos 0v 答案：B3.地面上垂直竖立一高20.0 m 的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午2∶00 时,杆顶在地面上的影子的速度的大小为（ ）A.s m /1094.13-⨯B.s m /1094.14-⨯C.0D.s m /100.35-⨯答案：A解析：设太阳光线对地转动的角速度为ω,从正午时分开始计时,则杆的影长为s ＝htg ωt,下午2∶00 时,杆顶在地面上影子的速度大小为132s m 1094.1cos d d --⋅⨯===tωωh t s v二．计算题4.质点沿直线运动,加速度a ＝4 -t2 ,式中a 的单位为m ·ｓ-2 ,t 的单位为ｓ．如果当t ＝3ｓ时,x ＝9 m,v ＝2 m ·ｓ-1 ,求质点的运动方程．解析： 由分析知,应有⎰⎰=t t a 0d d 0vv v 得 03314v v +-=t t (1)由 ⎰⎰=t xx t x 0d d 0v 得 00421212x t t t x ++-=v (2) 将t ＝3ｓ时,x ＝9 m,v ＝2 m ·ｓ-1代入(1) (2)得v0＝-1 m ·ｓ-1,x0＝0.75 m ．于是可得质点运动方程为75.0121242+-=t t x 5.一石子从空中由静止下落,由于空气阻力,石子并非作自由落体运动,现测得其加速度a ＝A -Bv,式中A 、B 为正恒量,求石子下落的速度和运动方程．解析：本题亦属于运动学第二类问题,与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数,因此,需将式dv ＝a(v)dt 分离变量为t a d )(d =v v 后再两边积分． 解：选取石子下落方向为y 轴正向,下落起点为坐标原点．(1) 由题意知 v v B A ta -==d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为 t B A d d =-vv (2) 将式(2)两边积分并考虑初始条件,有⎰⎰=-t t B A 0d d d 0v v v v v 得石子速度 )1(Bt e B A --=v 由此可知当,t →∞时,B A →v 为一常量,通常称为极限速度或收尾速度． (2) 再由)1(d d Bt e BA t y --==v 并考虑初始条件有 t eB A y tBt yd )1(d 00⎰⎰--= 得石子运动方程)1(2-+=-Bt e B A t B A y6.质点在Oxy 平面内运动,其运动方程为r ＝2.0ti ＋(19.0 -2.0t2 )j,式中r 的单位为m,t 的单位为s ．求：(1)质点的轨迹方程；(2) 在t1＝1.0s 到t2 ＝2.0s 时间内的平均速度；(3) t1 ＝1.0ｓ时的速度及切向和法向加速度；(4) t ＝1.0s 时质点所在处轨道的曲率半径ρ．解析：根据运动方程可直接写出其分量式x ＝x(t)和y ＝y(t),从中消去参数t,即得质点的轨迹方程．平均速度是反映质点在一段时间内位置的变化率,即t ΔΔr =v ,它与时间间隔Δt 的大小有关,当Δt →0 时,平均速度的极限即瞬时速度td d r =v ．切向和法向加速度是指在自然坐标下的分矢量a ｔ 和an ,前者只反映质点在切线方向速度大小的变化率,即t t te a d d v =,后者只反映质点速度方向的变化,它可由总加速度a 和a ｔ 得到．在求得t1 时刻质点的速度和法向加速度的大小后,可由公式ρa n 2v =求ρ． 解 (1) 由参数方程x ＝2.0t, y ＝19.0-2.0t2消去t 得质点的轨迹方程：y ＝19.0 -0.50x2(2) 在t1 ＝1.00ｓ 到t2 ＝2.0ｓ时间内的平均速度j i r r 0.60.2ΔΔ1212-=--==t t t r v (3) 质点在任意时刻的速度和加速度分别为j i j i j i t ty t x t y x 0.40.2d d d d )(-=+=+=v v v j j i a 222220.4d d d d )(-⋅-=+=s m ty t x t 则t1 ＝1.00ｓ时的速度v(t)｜t ＝1ｓ＝2.0i -4.0j切向和法向加速度分别为t t y x t t t tt e e e a 222s 1s m 58.3)(d d d d -=⋅=+==v v v n n t n a a e e a 222s m 79.1-⋅=-=(4) t ＝1.0ｓ质点的速度大小为122s m 47.4-⋅=+=y x v v v 则m 17.112==na ρv 8.已知质点的运动方程为j i r )2(22t t -+=,式中r 的单位为m,t 的单位为ｓ．求：(1) 质点的运动轨迹；(2) t ＝0 及t ＝2ｓ时,质点的位矢；(3) 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移Δr 和径向增量Δr ；*(4) 2 ｓ 内质点所走过的路程s ．分析 质点的轨迹方程为y ＝f(x),可由运动方程的两个分量式x(t)和y(t)中消去t 即可得到．对于r 、Δr 、Δr 、Δs 来说,物理含义不同,可根据其定义计算．其中对s 的求解用到积分方法,先在轨迹上任取一段微元ds,则22)d ()d (d y x s +=,最后用⎰=s s d 积分求ｓ．解 (1) 由x(t)和y(t)中消去t 后得质点轨迹方程为 2412x y -= 这是一个抛物线方程,轨迹如图(a)所示．(2) 将t ＝0ｓ和t ＝2ｓ分别代入运动方程,可得相应位矢分别为j r 20= , j i r 242-=图(a)中的P 、Q 两点,即为t ＝0ｓ和t ＝2ｓ时质点所在位置．(3) 由位移表达式,得j i j i r r r 24)()(Δ020212-=-+-=-=y y x x 其中位移大小m 66.5)(Δ)(ΔΔ22=+=y x r 而径向增量m 47.2ΔΔ2020222202=+-+=-==y x y x r r r r *(4) 如图(B)所示,所求Δs 即为图中PQ 段长度,先在其间任意处取AB 微元ds,则22)d ()d (d y x s +=,由轨道方程可得x x y d 21d -=,代入ds,则2ｓ内路程为 m 91.5d 4d 402=+==⎰⎰x x s s Q P9.一质点P 沿半径R ＝3.0 m 的圆周作匀速率运动,运动一周所需时间为20.0ｓ,设t ＝0 时,质点位于O 点．按(a)图中所示Oxy 坐标系,求(1) 质点P 在任意时刻的位矢；(2)5ｓ时的速度和加速度．分析 该题属于运动学的第一类问题,即已知运动方程r ＝r(t)求质点运动的一切信息(如位置矢量、位移、速度、加速度)．在确定运动方程时,若取以点(0,3)为原点的O ′x ′y ′坐标系,并采用参数方程x ′＝x ′(t)和y ′＝y ′(t)来表示圆周运动是比较方便的．然后,运用坐标变换x ＝x0 ＋x ′和y ＝y0 ＋y ′,将所得参数方程转换至Oxy 坐标系中,即得Oxy 坐标系中质点P 在任意时刻的位矢．采用对运动方程求导的方法可得速度和加速度．解 (1) 如图(B)所示,在O ′x ′y ′坐标系中,因t Tθπ2 ,则质点P 的参数方程为t TR x π2sin =', t T R y π2cos -=' 坐标变换后,在Oxy 坐标系中有 t T R x x π2sin='=, R t T R y y y +-=+'=π2cos 0 则质点P 的位矢方程为j i r ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=R t T R t T R π2cos π2sin j i )]π1.0(cos 1[3)π1.0(sin 3t t -+=(2) 5ｓ时的速度和加速度分别为j j i r )s m π3.0(π2sin π2π2cos π2d d 1-⋅=+==t TT R t T T R t v i j i r a )s m π03.0(π2cos )π2(π2sin )π2(d d 222222-⋅-=+-==t TT R t T T R t10.如图所示，半径为R 的半圆凸轮以等速v0沿水平面 向右运动，带动从动杆AB 沿竖直方向上升，O 为凸轮圆心，P 为其顶点．求：当∠AOP=α时，AB 杆的速度和加速度．根据解析：速度的合成，运用平行四边形定则，得：v 杆=v0tan α。

全国高中物理竞赛专题一运动学222z y x r ?+?+?=? 竞赛专题一运动学【基本知识】一、质点的位置、位置矢量和位移1、质点如果物体的大小和形状可以忽略不计，就可以把物体当做一个有质量的点。

称该点为质点。

2、参考系物理学中把选作为标准的参考物体系统为参考系。

3、位置矢量由参考点指向质点所在位置的有向线段称为位置矢量，简称位矢或矢径。

其大小为方位是4、位移由初位置指向末位置的矢量称为位移，它等于质点在t ?时间内位置矢量的增量，即 12r r r -=?k j i z y x r ?+?+?=?其中12x x x -=? 12y y y -=? 12z z z -=?位移的大小为位移的方位是rx ??=αcosry=βc o srz=γc o s二、直线运动的速度和加速度 1、速度平均速度质点在t t t ?+~内产生的位移r ?与t ?之比，称为此时间间隔内的平均速度，表达式是为tr v ??=瞬时速度当0→?t 时，平均速度的极限值，即位移矢量对时间的一阶导数，称为质点在t 时刻的瞬时速度，简称速度，表达式为dtd t r r v t =??=→?lim 02、、加速度平均加速度在t t t ?+~内质点速度的增量与时间之比，称为时间间隔内的平均加速度，表达式为tv a ??=瞬时加速度平均加速度的极限值，即速度对时间的一阶导数，或位置矢量对时间的二阶导数，称为质点在t 时刻的瞬时加速度，简称加速度，表达式为dt d dt d tr v v a t 20lim ==??=→?（1）加速度具有瞬时性，即)(t a a =。

只有质点做匀变速直线运动时，=a 恒矢量，这时有如下运动公式k z j y i x r++=222z y x r ++=r x /cos =αr /y cos =βr /z cos =γxyzpryxz ?βγxyzP 1(x 1,y 1,z 1)r 1r 2△rP 2(x 2,y 2,z 2)A(t) B(t+△t)△r v-=-+=-+=)(22102022000x x a v v at t v x x at v v （2）加速度具有相对性，对于不同的参考系来说，质点的加速度一般不同。

高中物理竞赛单元测试 运动学考试时间：150分钟 满分150分一、选择题．（本题共8小题，每小题5分．在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的．把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得5分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分．1．如图所示，A 、B 为半径相同的两个半圆环，以大小相同、方向相反的速度运动，A 环向右，B 环向左，则从两半圆环开始相交到最后分离的过程中，两环交点P 的速度方向和大小变化为（A ）向上变小 （B ）向下变大（C ）先向上再向下，先变小再变大 （D ）先向下再向上，先变大再变小2．如图所示，三角板的∠A ＝30°，∠B =90°，AC=l ，P 为AB 边上一点，且∠ACP =30°。

当三角板ABC 在纸面内以恒定角速度国绕C 点转动时，A 点相对P 点速度大小为（ ）（Aω （B ）21l ω （C ）l ω （D ）332l ω 3．一质点在平面上作匀变速曲线运动，在时间t = 1 s ，t = 2 s ，t = 3 s 时，分别经过A 、B 、C 三点，已知A 、B 之间的直线距离为4 m ，B 、C 之间的直线距离为3 m ，且直线AB 与直线BC 垂直，求质点加速度的大小（A ）3m/s 2 （B ）225m/s 2 （C ）5m/s 2 （D ）6m/s 2 4．在半径为R 的圆柱面上任取一点P ，过P 点向外引出一条垂直于圆柱面的射线PM ，过PM 有无穷多个平面，期中任取一对互相垂直的平面，它们与圆柱面相交成椭圆（特殊情况下，椭圆退化的两条直线），两个椭圆在P 点的曲率半径分别为2m 、4m ，那么R=（ ）（A ）43m （B ）34m （C ）23m （D ）38m 5．一只兔子以恒定速度5m/s 沿直线奔跑。

某一时刻狐狸发觉了这只兔子，就开始追逐它。

狐狸速度大小恒定为4m/s ，以并不算是高明的方式运动，狐狸每时每刻速度方向直指向兔子所在的点，起初它们之间的距离减小，后来开始增加，最近距离为30m 。

运动学测试(附答案)一.不定项选择题(5分×12=60分)1. 一物体以初速度0v 、加速度a 做匀加速直线运动,若物体从t 时刻起,加速度a 渐渐减小至零,则物体从t 时刻起先 ( ) A.速度起先减小,直到加速度等于零为止 B.速度接着增大,直到加速度等于零为止 C.速度始终增大 D.位移接着增大,直到加速度等于零为止2．某人欲估算飞机着陆时的速度，他假设飞机停止运动前在平直跑道上做匀减速运动，飞机在跑道上滑行的距离为x ，从着陆到停下来所用的时间为t ，则飞机着陆时的速度为( )A.x tB.2x tC.x 2tD.x t 到2xt之间的某个值 3．2009年7月16日，中国海军第三批护航编队16日已从浙江舟山某军港启航，于7月30日抵达亚丁湾、索马里海疆如图1－1－1所示，此次护航从舟山启航，经东海、台湾海峡、南海、马六甲海峡，穿越印度洋到达索马里海疆执行护航任务，总航程五千多海里．关于此次护航，下列说法正确的是( ) A ．当探讨护航舰艇的运行轨迹时，可以将其看做质点 B ．“五千多海里”指的是护航舰艇的航行位移 C ．“五千多海里”指的是护航舰艇的航行路程D ．依据题中数据我们可以求得此次航行的平均速度 4．一质点沿直线Ox 方向做变速运动，它离开O 点的距离随时间改变的关系为x ＝5＋2t 3(m)，它的速度随时间t 改变关系为v ＝6t 2(m/s)．该质点在t ＝0到t ＝2 s 间的平均速度和t ＝2 s 到t ＝3 s 间的平均速度大小分别为( ) A ．12 m/s ，39 m/s B ．8 m/s ，38 m/s C ．12 m/s ，19.5 m/s D ．8 m/s ，12 m/s5. 机车在高速马路上行驶，车速超过100 km/h 时，应当与同车道前车保持100 m 以上的距离．从驾驶员望见某一状况到实行制动动作的时间里，汽车仍要通过一段距离(称为反应距离)；从实行制动动作到车完全停止的时间里，汽车又要通过一段距离(称为制动距离)，如表所示给出了汽车在不同速度下的反应距离和制动距离的部分数据．假如驾驶员的反应时间肯定，路面状况相同速度(m/s) 反应距离(m) 制动距离(m)10 15 25 14 X Y分析表格可知，下列说法不正确的是( ) A ．驾驶员的反应时间为1.5 s B ．汽车制动的加速度大小为2 m/s 2 C ．表中Y 为49 D ．表中X 为32 6. 在某可看做直线的高速马路旁安装有雷达探速仪，可以精确抓拍超速的汽车，以及测量汽车运动过程中的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距345 m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急状况而急刹车，当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，且此时A 、B 相距325 m ，已知声速为340 m/s ，则汽车刹车过程中的加速度大小为( )A. 20 m/s 2B. 10 m/s 2C. 5 m/s 2D. 1 m/s 27．一人看到闪电12.3 s 后又听到雷声．已知空气中的声速为330 m/s ～340 m/s ，光速为3×108 m/s ，于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km.依据你所学的物理学问可以推断( ) A ．这种估算方法是错误的，不行采纳B ．这种估算方法可以比较精确地估算出闪电发生位置与视察者间的距离C ．这种估算方法没有考虑光的传播时间，结果误差很大D ．即使声速增大2倍以上，本题的估算结果依旧正确8．某动车组列车以平均速度v 行驶，从甲地到乙地的时间为t .该列车以速度v 0从甲地动身匀速前进，途中接到紧急停车吩咐后紧急刹车，列车停车后又马上匀加速到v 0，接着匀速前进．从起先刹车至加速到v 0的时间是t 0，(列车刹车过程与加速过程中的加速度大小相等)，若列车仍要在t 时间内到达乙地．则动车组列车匀速运动的速度v 0应为( )A.vt t －t 0B.vt t ＋t 0C.vt t －12t 0D.vt t ＋12t 09．从同一地点同时起先沿同始终线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度－时间图象如图所示．在0～t 2时间内，下列说法中正确的是( )A ．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小B ．在第一次相遇之前，t 1时刻两物体相距最远C ．t 2时刻两物体相遇D ．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是v 1＋v 2210．如图所示，t ＝0时，质量为0.5 kg 物体从光滑斜面上的A 点由静止起先下滑，经过B点后进入水平面(设物体经过B点前后速度大小不变)，最终停在C点．测得每隔2 s的三个时刻物体的瞬时速度记录在表格中，由此可知(重力加速度g＝10 m/s2)()t/s024 6v/m·s－108128A.物体运动过程中的最大速度为12 m/s B．t＝3 s的时刻物体恰好经过B点C．t＝10 s的时刻物体恰好停在C点D．A、B间的距离大于B、C间的距离11．打开水龙头，水顺流而下，细致视察将会发觉连续的水流柱的直径在流下的过程中，是渐渐减小的(即上粗下细)，设水龙头出口处半径为1 cm，安装在离接水盆75 cm高处，假如测得水在出口处的速度大小为1 m/s，g＝10 m/s2，则水流柱落到盆中的直径()A．1 cm B．0.75 cmC．0.5 cm D．0.25 cm12．a、b两物体从同一位置沿同始终线运动，它们的速度图象如图所示，下列说法正确的是()A．a、b加速时，物体a的加速度大于物体b的加速度B．20秒时，a、b两物体相距最远C．60秒时，物体a在物体b的前方D．40秒时，a、b两物体速度相等，相距200 m二.试验题(3分×5)13．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为志向的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为0.1 s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不当心，纸带被撕断了，如图所示．请依据给出的A、B、C、D四段纸带回答：(填字母)(1)从纸带A上撕下的那段应当是B、C、D三段纸带中的________.(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2.14．某学生用打点计时器探讨小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50 Hz的沟通电源上，试验时得到一条纸带如图实所示．他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，其次十一个点下标明E.测量时发觉B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56 cm，CD长为11.15 cm，DE长为13.73 cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为________ m/s，小车运动的加速度大小为________ m/s2，AB的距离应为________ cm.(保留三位有效数字)三.计算题(8+9+9+9=35分)15.建筑工人安装脚手架进行高空作业时，一名建筑工人不慎将抓在手中的一根长5 m的铁杆在竖直状态下由静止脱手，不计空气阻力．试问：(1)假设杆的下端离地面40 m，那么铁杆遇到地面时的速度大约是多少？(2)若铁杆在下落过程中经过某楼层面的时间为0.2 s，试求铁杆下落时其下端距离该楼层面的高度是多少？(g取10 m/s2，不计楼层面的厚度)16.2011年7月2日下午，在杭州滨江区的白金海岸小区，一个2岁女童突然从10楼坠落，楼下30多岁的吴菊萍女士奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子，其手臂骨折，受伤较重，被网友称为最美妈妈，接抱坠楼女童的“最美妈妈”吴菊萍引发了海内外的集体感动．吴菊萍不计后果的爱心托举，不仅给坠楼女童妞妞带来了生的希望，也激发着全社会的向善力气．设女童从45 m高的阳台上无初速掉下，吴菊萍快速由静止冲向女童下落处的正下方楼底，打算接住女童．已知吴菊萍到楼底的距离为18 m，为确保平安能稳妥接住女童，吴菊萍将尽力节约时间，但又必需保证接女童时没有水平方向的冲击，不计空气阻力，将女童和吴菊萍都看做质点，设吴菊萍奔跑过程中只做匀速或匀变速运动，g取10 m/s2(1)吴菊萍至少用多大的平均速度跑到楼底？(2)若吴菊萍在加速或减速的加速度大小相等，且最大速度不超过9 m/s，求吴菊萍奔跑时加速度需满意什么条件？17. 在竖直的井底，将一物块以11 m/s的速度竖直的向上抛出，物体冲过井口时被人接住，在被人接住前1s内物体的位移是4 m，位移方向向上，不计空气阻力，g取10 m/s2，求：(1)物体从抛出到被人接居处经验的时间；(2)此竖直井的深度．18．2011年7月23日晚，甬温线永嘉站至温州南站间，北京南至福州D301次列车与杭州至福州南D3115次列车发生追尾事故，造成特大铁路交通事故．若事故发生前D3115次动车组正以速度为v A＝10 m/s匀速向前行驶，D301次列车在其后以速度v B＝30 m/s同方向匀速行驶．因当天正在下雨能见度低，D301次列车在距D3115次列车700 m时，才发觉前方有D3115次列车．这时D301次列车马上刹车，但要经过1800 m D301次列车才能停止．问：D3115次列车若仍按原速前进，两车是否会相撞？说明理由．附加题:甲、乙两质点同时起先在彼此平行且靠近的两水平轨道上同向运动，甲在前，乙在后，相距s，甲初速度为零，加速度为a，做匀加速直线运动；乙以速度v0做匀速运动，关于两质点在相遇前的运动。

高中物理竞赛训练题1 运动学部分一．知识点二．习题训练1.轰炸机在h高处以v0沿水平方向飞行，水平距离为L处有一目标。

(1)飞机投弹要击中目标，L应为多大？(2)在目标左侧有一高射炮，以初速v1发射炮弹。

若炮离目标距离D，为要击中炸弹，v1的最小值为多少？(投弹和开炮是同一时间)。

2.灯挂在离地板高h、天花板下H-h处。

灯泡爆破，所有碎片以同样大小的初速度v0朝各个方向飞去，求碎片落到地面上的半径R。

(可认为碎片与天花板的碰撞是弹性的，与地面是完全非弹性的。

) 若H =5m，v0=10m/s，g = 10m/s2,求h为多少时，R有最大值并求出该最大值。

3.一质量为ｍ的小球自离斜面上Ａ处高为ｈ的地方自由落下。

若斜面光滑，小球在斜面上跳动时依次与斜面的碰撞都是完全弹性的，欲使小球恰能掉进斜面上距Ａ点为ｓ的Ｂ处小孔中，则球下落高度ｈ应满足的条件是什么？（斜面倾角θ为已知）4.速度v0与水平方向成角α抛出石块，石块沿某一轨道飞行。

如果蚊子以大小恒定的速率v0沿同一轨道飞行。

问蚊子飞到最大高度一半处具有多大加速度？空气阻力不计。

5.快艇系在湖面很大的湖的岸边（湖岸线可以认为是直线），突然快艇被风吹脱，风沿着快艇以恒定的速度ｖ０＝２．５ｋｍ／ｈ沿与湖岸成α＝１５０的角飘去。

你若沿湖岸以速度ｖ１＝４ｋｍ／ｈ行走或在水中以速度ｖ２＝２ｋｍ／ｈ游去（1人能否赶上快艇？（2）要人能赶上快艇，快艇速度最多为多大？（两种解法）6.如图所示，合页构件由两菱形组成，边长分别为２L 和L ，若顶点Ａ以匀加速度ａ水平向右运动，当BC 垂直于OC 时，A 点速度恰为v ，求此时节点Ｂ和节点C 的加速度各为多大?7.一根长为l 的薄板靠在竖直的墙上。

某时刻受一扰动而倒下，试确定一平面曲线 f (x ,y ) = 0，要求该曲线每时每刻与板相切。

(地面水平)。

9.一三角板两直角边分别长a 、b 。

开始时斜面靠在y 轴上，板面垂直于墙，然后A 、B 分别沿y 轴和x 轴运动。

质点运动学学习材料一、选择题1．质点沿轨道AB 作曲线运动，速率逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在C 处的加速度? ( )(A ) (B ) (C ) (D )【提示：由于质点作曲线运动，所以，加速度的方向指向曲线的内侧，又速率逐渐减小，所以加速度的切向分量与运动方向相反】2． 一质点沿x 轴运动的规律是542+-=t t x （SI 制）。

则前三秒内它的 ( )(A )位移和路程都是3m ；(B )位移和路程都是-3m ； (C )位移是-3m ，路程是3m ； (D )位移是-3m ，路程是5m 。

【提示：将t =3代入公式，得到的是t=3时的位置，位移为t =3时的位置减去t =0时的位置；显然运动规律是一个抛物线方程，可利用求导找出极值点：24d x t dt =-，当t =2时，速度0d xdtυ==，所以前两秒退了4米，后一秒进了1米，路程为5米】3．一质点的运动方程是cos sin r R t i R t j ωω=+，R 、ω为正常数。

从t ＝ωπ/到t =ωπ/2时间内(1)该质点的位移是 ( )(A ) -2R i ； (B ) 2R i； (C ) -2j ； (D ) 0。

(2)该质点经过的路程是 ( ) (A ) 2R ； (B ) R π； (C ) 0； (D ) R πω。

【提示：轨道方程是一个圆周方程（由运动方程平方相加可得圆方程），t ＝π/ω到t ＝2π/ω时间内质点沿圆周跑了半圈，位移为直径，路程半周长】4． 一细直杆AB ，竖直靠在墙壁上，B 端沿水平方向以速度υ滑离墙壁，则当细杆运动到图示位置时，细杆中点C 的速度 ( )(A )大小为2υ，方向与B 端运动方向相同； (B )大小为2υ，方向与A 端运动方向相同；(C )大小为2υ， 方向沿杆身方向；(D )大小为2cos υθ，方向与水平方向成 θ 角。

【提示：C 点的坐标为sin 2cos 2C C l x l y θθ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，则cos 2sin 2cx cyl d dt l d dt θυθθυθ⎧=⋅⎪⎪⎨⎪=⋅⎪⎩，有中点C 的速度大小：2C l d dt θυ=⋅。

练习1 BCD提示：由s s v s t 1.0505===，有m m gt h 05.01.010212122=⨯⨯==，A 错，B 对；当h ≤0.01m 时，由v s t gt h ==,212得s m s m h g s t s v /550/01.021052≥⨯⨯≥==，C 正确；当h ≤0.1m ，由前式可分析得出v ≥s m /225,D 正确，选项BCD 正确。

练习2解析 实际上A 的速度与杆垂直，其大小为L v ω='，因为球与物体紧密接触，两物体的水平方向速度应该相等，也就是说v '的水平分量应该等于v ，将v '如图分解，θωθsin sin L v v ='=。

所以θωsin L v =练习3解析 环被挡住而停下，球将作圆周运动。

lv m mg F 2=-将gl v =代入得：F=2mg表明细绳断裂，球改为以初速度gl v =作平抛运动 若球直接落地，所需时间：gl gh t 42== 球平抛到墙所需时间：gl v l t ==' 因为't t >所以球将先与墙相碰练习4解析 ⑴电场方向未变之前，以小球为研究对象， 受力分析如图甲。

设电场力与飞行方向的夹角为α，小球飞行的加速度为a 。

x 方向：ma mg mg =-030sin cos 3αy 方向：030cos sin 30=-mg mg α解得：030=α ，g a =小球沿着直线飞行的距离：221gt s =速度：gt at v ==电场方向改变之后，以小球为研究对象， 受力分析如图乙，因合力方向与飞行方向在一条直线上，只是方向相反，所以，小球仍然沿原直线飞行，速度越来越小，此时加速度：g m mg mg m F a 2)3()(22=+=='合经过2t 时间，物体的速度：0222=⋅-=⋅'-='tg gt t a v v在2t 时间内，小球飞行的距离：42)(2222gt g gt a v s =='=' 当速度等于零之后，撤去电场，小球做自由落体运动，所以落回点与出发点相距：2083330cos )(gt s s L ='+= （2）设在经过T 时间落回地面：202130sin )(gT s s h ='+=，解得 t T 23=,小球总的飞行时间为：t T t t t 2332+=++=总 练习5解析 （1）花炮引线的总长度m m l h L 7.1)08.0155.0(15=⨯+=+=，s s v L t 8502.07.11===， 最后一个炮体从点火到离开炮筒的时间s s a h t 05.04005.0222=⨯==， 所以s t t t 05.8521=+=。

运动学一.质点的直线运动运动 1.匀速直线运动 2.匀变速直线运动 3.变速运动: ①微元法问题：如图所示，以恒定的速率v 1拉绳子时，物体沿水平面运动的速率v 2是多少？设在∆t （∆t →0）的时间内物体由B 点运动到C 点，绳子与水平面成的夹角由α增大到α+∆α，绳子拉过的长度为∆s 1，物体运动的位移大小为∆s 2。

因∆t →0，物体可看成匀速运动（必要时可看成匀变速度运动），物体的速度与位移大小成正比，位移比等于速率比，v 平= v 即=∆s /∆t ，∆s 1与∆s 2有什么关系？ 如果取∆ACD 为等腰三角形，则B D =∆s 1，但∆s 1≠∆s 2cos α。

如果取∆ACD '为直角三角形，则∆s 1=∆s 2cos α,但D 'B ≠∆s 1。

②普通量和小量；等价、同价和高价有限量（普通量）和无限量∆x →0的区别.设有二个小量∆x 1和∆x 2，当121→x x ∆∆, ∆x 1和∆x 2为等价无穷小，可互相代替，当→21x x∆∆普通量, ∆x 1和∆x 2为同价无穷小，当∞→21x x ∆∆（或012→x x∆∆）, ∆x 2比∆x 1为更高价无穷小。

在研究一个普通量时,可以忽略小量；在研究一个小量时,可以忽略比它阶数高的小量。

如当α→0时，AB 弧与AB 弦为等价，α（圆周角）和θ（弦切角）为同价。

如图∆OAB 为等腰三角形，∆OAD 为直角三角形，OA =OB =OD +BD =OD 。

OAADOA AB OD AD OA AD ====ααα,tan ,sin ，即ααα==tan sin （等价）。

22sin 2cos 122ααα==-，比α更高价的无穷小量。

回到问题①：因为DD '为高价无穷小量，绳子拉过的长度∆s 1=BD =BD '，因直角三角形比较方便，常取直角三角形。

（v2=v 1/cos α）例：如图所示，物体以v 1的速率向左作匀速运动，杆绕O 点转动，求 （1）杆与物体接触点P 的速率？（v 2=v 1cos α） （2）杆转动的角速度？（ω=v 1sin α/OP ）。