【物理】物理机械运动及其描述练习题20篇及解析

【物理】物理机械运动及其描述练习题20篇及解析

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．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34圆周到达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2283 cmxr．

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=×2πr=×2π×20 cm=94．2 cm．

（2）根据平均速度定义得14.2cm/sxvt 平均速度方向是由A指向B．

质点的平均速率为47.1cm/slvt

2．在平直公路上，汽车以2m/s2的加速度加速行驶了6s，驶过了48m，求：

（1）汽车在6s内的平均速度大小；

（2）汽车开始加速时的速度大小；

（3）过了48m处之后接着若以1m/s2大小的加速度刹车，则刹车后汽车在6s内前进的距离．

【答案】（1）8 m/s

；（2）v2 m/s；（3）66m

【解析】

试题分析：（1）平均速度为：48/8/6xvmsmst＝＝

（2）根据位移时间公式可得：x＝v0t+12at2

得：0148126/2/262xvatmsmst＝＝＝ （3）加速6s后的速度为：v=v0+at=2+2×6m/s=14m/s

减速到零所需时间为：14vtsa＝＝

减速6s通过的位移为：x′＝vt−12a′t2＝14×6−12×1×62m=66m

考点：匀变速直线运动的规律

【名师点睛】本题考查匀变速直线运动基本公式的应用，在减速运动过程中明确减速到零的时间，难度不大。

3．在上海的高架道路上，一般限速80km/h。为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为t；经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。

（1）根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式v________；

（2）若7mL，0.3st，则照相机将________工作。（选填“会”或“不会”）

【答案】Lt ）会

【解析】

【详解】

[1]微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表达式：

Lvt

[2]根据Lvt得：

770km/hkm/h126km/h80km/h0.33Lvt＞，

故超速，故照相机会工作．

4．汽车在平直的公路上以10/ms作匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小为22/ms，则： 1汽车经3s的速度大小是多少？

2经5s、10s汽车的速度大小各是多少？

【答案】4； 0； 0；

【解析】

【分析】

一定先算出刹车时间，作为一个隐含的已知量判断车是否已停下．

【详解】

(1)刹车时间0105s2vta，则3 s末汽车还未停下，由速度公式得v3＝v0＋at＝10

m/s＋(－2)×3 m/s＝4 m/s

(2)5 s末、10 s末均大于刹车时间，汽车已经停下，则瞬时速度均为0．

【点睛】

本题注意汽车减速运动问题要注意判断汽车减速到零所用的时间，减速到零后汽车就不再继续运动．

5．如图所示，一质点沿半径为20cmr 的圆周自A点出发，逆时针运动2s，运动34圆周到达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】

（1）20cm0.2m，质点的路程为质点绕34圆周的轨迹长度，

则33223.140.2m0.942m44lr ．

（2）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：

2220.283mxrrr，位移方向由A点指向B点． （3）根据平均速度定义得：

0.283m/s0.142m/s2xt

平均速度方向是由A指向B.

（4）质点的平均速率为

0.942m/s0.471m/s2lt

6．如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，这个系统由A、B两个小盒组成，A盒装有

红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器．A盒固定在向右运动的小车上，B盒固定在滑轨上．测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时，开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中的声速为v0．（红外线的传播时间可以忽略）求：

（1）A与B之间的距离为多少？

（2）经过短暂的Δt时间后，进行第二次测量，此次的时间差为t2，则小车向右运动的速度为多少？

【答案】（1）101xvt （2）021()vttvt

【解析】

【分析】

【详解】

（1）A、B间的距离为101xvt

（2）同理可知：进行第二次测量时，A、B间的距离为202xvt

根据速度的定义可得：小车运动的平均速度为21xxvt

解得： 021()vttvt

因为Δt很短，所以小车的速度为 021()vttvt

7．某人从A点出发，先以4m/s的速度向东走了20s，到达B点，接着以2m/s的速度向北又走了30s，到达C点，求此人在这50s内的平均速率和平均速度的大小．

【答案】平均速度为2m/s；平均速率为2.8m/s

【解析】

【详解】

由题意可知，，

此人在50内的路程为：，

此人在50内的位移大小为：，

则平均速率为：，

平均速度的大小：．

【点睛】

位移等于首末位移的距离，由几何关系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移与时间的比值．平均速率等于路程与时间的比值．

8．一个篮球从高的篮筐上由静止开始下落，经落到水平地面上，速度，然后以反弹，经达到最高点，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】

【详解】

（1）下落过程的平均速度

（2）设向下为正方向，则与地面碰撞过程中，方向竖直向上；

（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；

则平均速度，方向向下.

9．如表所示是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点开出．（下列所求速度单位均用：m/s）

（1）T107次列车由北京西站开出直至到达聊城站，运行的平均速度是多少？

（2）T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速度是多少？

（3）T108次列车在9时30分的瞬时速度是多少？

【答案】(1)24.9/ms （2）36.63/ms （3）瞬时速度为0

【解析】

【详解】

(1)由列车时刻表可得：x1=350km=3.5×105m

t1=234min=1.404×104s

则:511413.510m/s24.9m/s1.40410xvt

(2)由列车时刻表可得：x2=178km=1.78×105m

t2=81min=4.86×103s

则:522321.7810m/s36.63m/s4.8610xvt

(3)由列车时刻表可以看出：列车9：28到达聊城站，9：36从聊城站开出，所以9：30列车停在聊城站，瞬时速度为0．

【点睛】

解决本题的关键掌握平均速度的求法，注意该题中的平均速度实际上等于平均速率的大小，根据路程与时间的比值

10．升降机由静止开始以加速度1a匀加速上升2s，速度达到3m/s，接着匀速上升10s，最后再以加速度2a匀减速上升3s才停下来．求：

(1)匀加速上升的加速度大小1a和匀减速上升的加速度大小2a；

(2)上升的总高度H．

【答案】（1）1.5m/s2（2）1m/s2（3）37.5m

【解析】

试题分析：根据题意，升降机运动由3个阶段组成：以a1的加速度匀加速上升t1=2s；以v=3m/s的速度匀速上升t2=10s；以a2的加速度减速上升t3=3s，最后静止． (1)由加速度公式得；

(3)由匀变速位移公式及匀速运动位移公式s=vt得：

考点：考查了匀变速直线运动规律的应用

【名师点睛】本题也可以画出速度时间图像解题，根据图像的斜率求解加速度，根据围成的面积表示位移求解上升高度，关键是对公式灵活掌握，明确已知哪些物理量，让求哪些物理量，基础题

11．物体从A运动到B，前半程的平均速度为v1，后半程的平均速度为v2，那么全程的平均速度是多大？

【答案】12122vvvv

【解析】

【分析】

根据平均速度的定义xvt 求解即可。

【详解】

设全程的位移为2s；则前半程的时间t1=1sv ，后半程的时间v2=2sv ；

则平均速度12121222vvxvttvv

12．如图所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景，A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动．站台上的人看A、B、C三列火车各向什么方向运动？

【答案】A车向西运动；B车向西运动；C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、B的速度都小

【解析】

由B车上的乘客看到站台向东运动，可判断B车向西运动；由A车上的乘客看到B车向东