高考物理机械运动及其描述解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
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高考物理机械运动及其描述解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1.一支队伍沿平直的公路匀速前进,其速度的大小为v1,队伍全长为L.一个通讯兵从队尾以速度v2(v2>v1)赶到队前然后立即原速返回队尾,求这个过程中通信兵通过的路程和位移.【答案】(1)2222 21 2v Lv v-(2) 1222212v v Lv v-【解析】【详解】本题如果以地面为参考系分析较为复杂,可以以行进的队伍为参考系.在通讯兵从队尾向队前前进的过程中,通讯兵相对于队伍的速度为v2-v1;在从队前返回队尾的过程中,通讯兵相对于队伍的速度为v2+v1.通讯兵两次相对于队伍的位移均为L,设运动的时间分别为t1、t2,则有:121Ltv v=-,212Ltv v=+通讯兵通过的路程为两段路程的和,即有:s′=v2t1+v2t2将上面的关系式代入得:222222112212v LL Ls vv v v v v v'=+=-+-();整个过程中,通讯兵通过的位移大小等于队伍前进的距离,即有:121222112212v v LL Ls vv v v v v v=+=-+-();【点睛】本题考查位移和路程的计算,关键是计算向前的距离和向后的距离,难点是知道向前的时候人和队伍前进方向相同,向后的时候人和队伍前进方向相反.2.足球运动员在罚点球时,球由静止被踢出时的速度为30m/s,在空中运动可看做匀速直线运动,设脚与球作用时间为0.15s,球又在空中飞行11m后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.2s,且球被挡出后以10m/s的速度沿原路反弹,设足球与脚或守门员的手接触的时间内加速度恒定,求:(1)脚与球作用的时间内,球的加速度的大小;(2)球在空中飞行11m的过程中所用的时间;(3)守门员挡球的时间内,球的加速度的大小和方向【答案】(1)200m/s2(2)0.37s(3)-200m/s2;方向与球踢出后的运动方向相反【解析】试题分析:假设球被踢出时速度方向为正;(1);(2);(3),方向与球踢出后的运动方向相反考点:加速度【名师点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式,注意公式的矢量性,当速度的方向与正方向相同,取正值,当速度方向与正方向相反,取负值。
高考物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析一、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14/v m s =,后一半时间的平均速度是28/v m s =,则全程的平均速度是多少?若全程的平均速度' 3.75/v m s =,前一半位移的平均速度1'3/v m 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12s v t v t =+全程的平均速度121248./6/2222v t v t v v s v m s m s t t +++===== (2)令全程位移为2s ,则根据平均速度关系有全程通过的时间12s st v v =+ 所以全程的平均速度121212222 v v s sv s s t v v v v ⋅===++ 代入数据:22233.753v v ⨯⨯+=解得:2v =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.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.(已知tan 37°=34)【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228060m=100m x =+设位移方向与正北方向的夹角为θ,则603tan 37804θθ==⇒=︒ 即位移的方向为北偏东37°.3.如图所示,实心长方体木块''''ABCD ABCD -的长、宽、高分别为a 、b 、c ,且.a b c >>有一小虫自A 点运动到'C 点,求:()1小虫的位移大小; ()2小虫的最小路程.【答案】(1)222x a b c ++(2)()22s a b c =++【解析】()1质点从A 运动到'C 的位移大小等于A 、'C 连线的长度,为22222''x AC AC CC a b c ==+=++()2由于a b c >>,所以将矩形''BCC B 转至与前表面在同一平面,A 、'C 连线的长度为从A 运动到'C 的最短路程, 即22()s a b c =++;答: ()1小虫的位移大小为222a b c ++;()2小虫的最小路程为22()a b c ++.点睛:位移的大小等于首末位置的距离,路程等于运动轨迹的长度,当两点之间沿直线距离最短,路程最短.在计算位移时,注意将立体转成平面后再计算.这种解题的思维方法,在以后的题目中用得不多,但将立体图形展开求解最短路程的方法却可以开拓视野,提高能力.4.我国ETC 联网正式启动运行,ETC 是电子不停车收费系统的简称.汽车分别通过ETC 通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以v 0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶,如果过ETC 通道,需要在收费线中心线前10m 处正好匀减速至v=5m/s ,匀速通过中心线后,再匀加速至v 0正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20s 缴费成功后,再启动汽车匀加速至v 0正常行驶.设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1m/s 2,求:(1)汽车过ETC 通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小; (2)汽车过ETC 通道比过人工收费通道节省的时间是多少. 【答案】(1)210m (2)27s【解析】试题分析:(1)汽车过ETC 通道:减速过程有:,解得加速过程与减速过程位移相等,则有:解得:(2)汽车过ETC 通道的减速过程有:得总时间为:汽车过人工收费通道有:,x 2=225m所以二者的位移差为:△=x 2﹣x 1=225m ﹣210m=15m .(1分) 则有:27s考点:考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时,由于这一块的公式较多,涉及的物理量较多,并且有时候涉及的过程也非常多,所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰,对给出的物理量所表示的含义明确,然后选择正确的公式分析解题5.如图所示,一质点沿半径为20cm r = 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)20cm 0.2m =,质点的路程为质点绕34圆周的轨迹长度, 则3322 3.140.2m 0.942m 44l r π=⨯=⨯⨯⨯= . (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:2220.283m x r r r =+==,位移方向由A 点指向B 点.(3)根据平均速度定义得:0.283m/s 0.142m/s 2x t υ=== 平均速度方向是由A 指向B .(4)质点的平均速率为0.942m/s 0.471m/s 2l t υ===6.如图所示,今有一底面直径和高都为10cm 的圆柱形纸筒(上、下底面开口),在下底部边沿A 点有一只小蚂蚁,若小蚂蚁为了用最快的时间爬到上部边沿处的B 点,已知小蚂蚁的爬行速度不变,试求:(1)小蚂蚁爬行的路程有多少? (2)整个过程中的位移有多大? 【答案】(1)18.6cm (2)14.1cm 【解析】 【详解】(1)两点之间线段最短,为了找到在圆柱形纸筒的表面上A 、B 两点之间的最短路径,可以把纸筒沿侧壁剪开,如图所示,展开成平面后,连接AB ,则线段AB 的长度即为小蚂蚁爬行的最短路程。
高考物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题 ( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1. 一支队伍沿平直的公路匀速前进,其速度的大小为v 1,队伍全长为 L .一个通讯兵从队尾以速度 v 2(v 2>v 1 )赶到队前然后立即原速返回队尾,求这个过程中通信兵通过的路程和位移.2v2 L2v 1v 2 L【答案】 (1)2(2)2v 122 v 1 2v 2v 2 【解析】 【详解】本题如果以地面为参考系分析较为复杂,可以以行进的队伍为参考系.在通讯兵从队尾向 队前前进的过程中,通讯兵相对于队伍的速度为 v 2-v 1;在从队前返回队尾的过程中,通讯兵相对于队伍的速度为 v 2+v 1. 通讯兵两次相对于队伍的位移均为 L ,设运动的时间分别为t 1、 t 2,则有: t 1L, t 2Lv 2 v 1 v 1 v 2通讯兵通过的路程为两段路程的和,即有:L将上面的关系式代入得:s v (2v 2 v 1s ′=vt +v t2 12 2vL ) 2v 2 2 L ;vv2v21221整个过程中,通讯兵通过的位移大小等于队伍前进的距离,即有:( L L) 2v 1v 2 Ls v1v 2v 1 v 1 v 2v 2 2 v 12;【点睛】本题考查位移和路程的计算,关键是计算向前的距离和向后的距离,难点是知道向前的时候人和队伍前进方向相同,向后的时候人和队伍前进方向相反.2.我校足球运动员李同学在做足球训练时,将一个以 6m/s 迎面飞来的质量为 0. 4kg 的足球,以 8m/s 的速度踢出,求: (1)若踢球的时间为0. 2s ,则李同学发球时足球的平均加速度的大小和方向(2)足球被提出后沿草地作匀减速直线运动,加速度大小为 1.6m / s 2 ,足球在草地上运动的时间和位移的大小.【答案】( 1) 70m / s 2 ,方向为球踢出去的方向( 2) 8s 51.2m【解析】试题分析:( 1)根据加速度公式 av v 0 86 2,方向为球踢出去的方t0.270m / s向(2)足球运动的时间 tv 8 s 8s ,a1运动的位移 s1 at2 1 1.6 82 51.2m22考点:考查了平均速度,加速度的计算【名师点睛】根据加速度的定义式求出足球的平均加速度.根据速度时间公式求出足球在草地上运动的时间,根据平均速度的推论求出足球的位移.3. 在平直公路上,汽车以2m/s 2 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/s 2 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:vx=48m / s =8m / st6 (2)根据位移时间公式可得:x = v 0 t+ 1 at 22得: v 0=x1 at = 48 12 6m / s = 2m / st262( 3)加速 6s 后的速度为: v=v 0+at=2+2×6m/s=14m/s减速到零所需时间为:t = v=14 s a减速 6s 通过的位移为: x ′= vt - 1a ′ t 2=14×6 - 1×1×62 m=66m22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。
高考物理机械运动及其描述解题技巧和训练方法及练习题(含答案)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14/v m s =,后一半时间的平均速度是28/v m s =,则全程的平均速度是多少?若全程的平均速度' 3.75/v m s =,前一半位移的平均速度1'3/v m 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12s v t v t =+全程的平均速度121248./6/2222v t v t v v s v m s m s t t +++===== (2)令全程位移为2s ,则根据平均速度关系有全程通过的时间12s st v v =+ 所以全程的平均速度121212222 v v s sv s s t v v v v ⋅===++ 代入数据:22233.753v v ⨯⨯+=解得:2v =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.如图为某高速公路出口的ETC 通道示意图.汽车驶入ETC 通道,到达O 点的速度大小为30m /s ,此时开始刹车做减速运动(可视为匀减速),OM 长度为144m ,到M 时速度减至6m /s ,并以此速度匀速通过MN 区.MN 长度为36m ,视汽车为质点,求:(1)汽车匀减速运动过程中的加速度大小; (2)汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小. 【答案】(1)23m /s a = (2)90m /s 7v =【详解】(1)根据2202v v ax -=可得23m /s a =(2)汽车经过OM 段的时间:018s v vt a-== 汽车经过MN 段的时间:26s xt v== 汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小:1290/7x v m s t t ==+总3.某一长直的赛道上,有一辆F 1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/s 2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v 1=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,速度相等经历的时间21052v t s s a ===,此时赛车的位移211002524v x m m a === 安全车的位移x 2=vt 2=10×5m=50m ,则相距的最远距离△x=x 2+200-x 1=50+200-25m=225m .(3)设经过t 3时间,赛车追上安全车,根据位移关系有:23312002at vt += 代入数据解得t 3=20s 此时赛车的速度v 3=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。
高考物理机械运动及其描绘常有题型及答题技巧及练习题 ( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描绘1. 一支队伍沿平直的公路匀速行进,其速度的大小为v 1,队伍全长为 L .一个通信兵从队尾以速度 v 2(v 2>v 1 )赶到队前而后立刻原速返回队尾,求这个过程中通信兵经过的行程和位移.2v2 L2v 1v 2 L【答案】 (1)2(2)2v 122 v 1 2v 2v 2 【分析】 【详解】本题假如以地面为参照系剖析较为复杂,能够以行进的队伍为参照系.在通信兵从队尾向 队前行进的过程中,通信兵相关于队伍的速度为 v 2-v 1;在从队前返回队尾的过程中,通信兵相关于队伍的速度为 v 2+v 1. 通信兵两次相关于队伍的位移均为 L ,设运动的时间分别为t 1、 t 2,则有: t 1L, t 2Lv 2 v 1 v 1 v 2通信兵经过的行程为两段行程的和,即有:L将上边的关系式代入得: sv (2v 2 v 1s ′=vt +v t2 12 2vL ) 2v 2 2 L ;vv2v21221整个过程中,通信兵经过的位移大小等于队伍行进的距离,即有:( L L) 2v 1v 2 Ls v1v 2v 1 v 1 v 2v 2 2 v 12;【点睛】本题考察位移和行程的计算,重点是计算向前的距离和向后的距离,难点是知道向前的时候人和队伍行进方向同样,向后的时候人和队伍行进方向相反.2.我校足球运动员李同学在做足球训练时,将一个以 6m/s 迎面飞来的质量为 0. 4kg 的足球,以 8m/s 的速度踢出,求: (1)若踢球的时间为0. 2s ,则李同学发球时足球的均匀加快度的大小和方向(2)足球被提出后沿草地作匀减速直线运动,加快度大小为 1.6m / s 2 ,足球在草地上运动的时间和位移的大小.【答案】( 1) 70m / s 2 ,方向为球踢出去的方向( 2) 8s 51.2m【分析】试题剖析:( 1)依据加快度公式 av v 0 86 2,方向为球踢出去的方t0.270m / s向(2)足球运动的时间 tv 8 s 8s ,a1运动的位移 s1 at2 1 1.6 82 51.2m22考点:考察了均匀速度,加快度的计算【名师点睛】依据加快度的定义式求出足球的均匀加快度.依据速度时间公式求出足球在草地上运动的时间,依据均匀速度的推论求出足球的位移.3. 在平直公路上,汽车以2m/s 2 的加快度加快行驶了 6s ,驶过了 48m ,求:( 1)汽车在 6s 内的均匀速度大小;( 2)汽车开始加快时的速度大小;(3)过了 48m 处以后接着若以 1m/s 2 大小的加快度刹车,则刹车后汽车在 6s 内行进的距离.【答案】( 1) 8 m/s ;( 2)v2 m/s ;( 3) 66m 【分析】试题剖析:( 1)均匀速度为:vx=48m / s =8m / st6 (2)依据位移时间公式可得:x = v 0 t+ 1 at 22得: v 0=x1 at = 48 12 6m / s = 2m / st262( 3)加快 6s 后的速度为: v=v 0+at=2+2×6m/s=14m/s减速到零所需时间为:t = v=14 s a减速 6s 经过的位移为: x ′= vt - 1a ′ t 2=14×6 - 1×1×62 m=66m22考点:匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考察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。
高考物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题(含答案)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14/v m s =,后一半时间的平均速度是28/v m s =,则全程的平均速度是多少?若全程的平均速度' 3.75/v m s =,前一半位移的平均速度1'3/v m 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12s v t v t =+全程的平均速度121248./6/2222v t v t v v s v m s m s t t +++===== (2)令全程位移为2s ,则根据平均速度关系有全程通过的时间12s st v v =+ 所以全程的平均速度121212222 v v s sv s s t v v v v ⋅===++ 代入数据:22233.753v v ⨯⨯+=解得:2v =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 轴的正方向.(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 位置 坐标x 1=x 2=x 3=(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12320m 030m x x x =-==,,; (2)前2s 内的位移()121020m 20m x x x ∆=-=--=; 后3s 内的位移23230m 030m x x x ∆=-=-=; 这5s 内的位移()3130m 20m 50m x x x ∆=-=--=;上述位移Δx 1、Δx 2和Δx 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.如图所示,今有一底面直径和高都为10cm 的圆柱形纸筒(上、下底面开口),在下底部边沿A 点有一只小蚂蚁,若小蚂蚁为了用最快的时间爬到上部边沿处的B 点,已知小蚂蚁的爬行速度不变,试求:(1)小蚂蚁爬行的路程有多少? (2)整个过程中的位移有多大? 【答案】(1)18.6cm (2)14.1cm 【解析】 【详解】(1)两点之间线段最短,为了找到在圆柱形纸筒的表面上A 、B 两点之间的最短路径,可以把纸筒沿侧壁剪开,如图所示,展开成平面后,连接AB ,则线段AB 的长度即为小蚂蚁爬行的最短路程。
高考物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1.两年以来,物理组的最高领导一直在考驾照,今天又和前(N+8)次一样,早早地来到客运站,思考到达考点的三种途径.第一种是乘普客汽车国道到达;第二种方法是乘快客汽车经高速公路到达;第三种方法是乘火车到达;下面是三种车的发车时刻及里程表,已知普客汽车全程平均时速度为60km/h,快客汽车全程平均时速为100km/h,两车途中均不停站,火车在中途需停靠石台站5min,设火车进站和出站都做匀变速直线运动,加速度大小是2400km/h2,途中匀速行驶,速率为120km/h,若现在时刻是上午8点05分,科目二开考时间是9点25分,请你通过计算说明他能否赶上考试?如果能,该选择乘哪个班次什么车?(单位统一用km/h)普客汽车快客汽车火车里程/km758072班次7∶208∶2010∶3014∶30……8∶008∶409∶2010∶55……8∶008∶339∶009∶43……【答案】能赶上,8:33发车,9:20到达【解析】【分析】【详解】第一种乘普客汽车1 117575min 60st hv∆=== 8:20发车,9:35到达;第二种乘快客汽车2 228048min 100st hv∆=== 8:40发车,9:28到达;第三种乘火车1120h=0.05h 2400vta ==火车匀变速运动时间4t 1=0.2h 火车匀变速运动路程11412km s v t =⋅=火车匀速运动路程2(7212)km=60km s =-火车匀速运动时间1220.5s t h v == 火车总时间3123447min t t t t ∆=++=8:33发车,9:20到达 所以选择乘坐火车 【点睛】此题考查匀速直线运动的速度公式;关键是高清时间和时刻关系以及路程关系,此题考查学生利用物理知识解决实际问题的能力.2.足球运动员在罚点球时,球由静止被踢出时的速度为30m/s ,在空中运动可看做匀速直线运动,设脚与球作用时间为0.15s ,球又在空中飞行11m 后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.2s ,且球被挡出后以10m/s 的速度沿原路反弹,设足球与脚或守门员的手接触的时间内加速度恒定,求:(1)脚与球作用的时间内,球的加速度的大小; (2)球在空中飞行11m 的过程中所用的时间; (3)守门员挡球的时间内,球的加速度的大小和方向【答案】(1)200m/s 2(2)0.37s (3)-200m/s 2;方向与球踢出后的运动方向相反 【解析】试题分析:假设球被踢出时速度方向为正;(1);(2);(3),方向与球踢出后的运动方向相反考点:加速度【名师点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式,注意公式的矢量性,当速度的方向与正方向相同,取正值,当速度方向与正方向相反,取负值。
高考物理高考物理机械运动及其描述答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1.为了安全,在高速公路上行驶时两汽车之间要保持一定的距离。
当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。
若司机每次从发现到采取刹车反应的时间均为1s 。
当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h 的速度匀速行驶时,安全距离为120m 。
(重力加速度g 取10 m/s 2)(1)求汽车减速行驶时的加速度大小(2)如遇雨天,汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若安全距离为99m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度 【答案】(1)5m/s 2(2)18m/s【解析】试题分析:(1)根据120012a v t v x +=则:12230130120a +⨯=解得:a 1=5m/s 2(2)11ma mg =μ2152ma mg =μ ==1252a a 2m/s 2 2220222a v t v x += 代入数值解得:182=v m/s 考点:牛顿第二定律的综合应用【名师点睛】解决本题的关键知道汽车在反应时间内和刹车后的运动规律,结合运动学公式灵活求解,难度不大.2.一物体从O 点出发,沿东偏北30°的方向运动10 m 至A 点,然后又向正南方向运动5 m 至B 点.(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹; (2)依据建立的坐标系,分别求出A 、B 两点的坐标; (3)求物体运动的位移、路程.【答案】(1);(2) A 点的坐标:(53m,5 m),B 点的坐标:(53m,0) ;(3) 位移为53m ,方向向东,路程为15 m 【解析】 【分析】 【详解】(1)坐标系如图所示,线OAB 为运动轨迹.(2)53m A x =,y A =5m ;53m B x =,y B =0.A 点的坐标:53m 5m (,),B 点的坐标:53m 0m (,). (3)物体的位移为O 到B 位移为:222210553m OA AB -=-=方向向东.路程为10m+5m=15m . 【点睛】本题的关键是根据几何关系确定B 点的位置,要求同学们能正确建立合适的坐标系.3.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.4.为测滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0cm 的遮光板,滑块匀加速先后通过两个光电门,遮光时间分别为10.30t s ∆=,20.10t s ∆=,滑块经两光电门的时间间隔为2.0t s ∆=.求:(1)滑块的加速度多大? (2)两光电门间距离为多少? 【答案】(1) 20.1/m s (2) 0.4m 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据题意,遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动,则 遮光板通过第一个光电门的速度:v 1=d/△t 1 遮光板通过第二个光电门的速度:v 2=d/△t 2 故滑块的加速度a =△v/△t =0.1m /s 2 (2)滑块在两光电门间的平均速度:120.100.300.20/22v v v m s ++=== 两光电门间距离:0.2020.40x vt m ==⨯=.5.如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆.讨论并回答下列几个问题。
高考物理机械运动及其描述解题技巧分析及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1.某质点从x 、y 直角坐标系的原点出发,在第1s 内向x 正方向运动6m ,在第2s 内向y 正方向运动8m .求:(1)质点在这2s 内的位移大小和方向; (2)质点在这2s 内的平均速度大小.【答案】(1)质点在这2s 内的位移大小为10m 和方向与x 轴正方向成53°; (2)质点在这2s 内的平均速度大小为5m/s . 【解析】试题分析:(1)位移是矢量,是由起点指向终点的有向线段,位移与物体运动路径无关 (2)平均速度为位移与时间的比值 解:(1)位移大小为两点的连线,即为x=方向为,θ=53°,与x 轴正方向的夹角为53°(2)平均速度为v=答:(1)质点在这2s 内的位移大小为10m 和方向与x 轴正方向成53°; (2)质点在这2s 内的平均速度大小为5m/s .【点评】解题关键是掌握位移是矢量,大小与始末位置有关,与路径无关;平均速度为位移与时间的比值2.汽车在平直的公路上以10/m s 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/m s ,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0105s 2v t a ===,则3 s 末汽车还未停下,由速度公式得v 3=v 0+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.3.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:。
高考物理机械运动及其描述解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析一、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14/v m s =,后一半时间的平均速度是28/v m s =,则全程的平均速度是多少?若全程的平均速度' 3.75/v m s =,前一半位移的平均速度1'3/v m 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12s v t v t =+全程的平均速度121248./6/2222v t v t v v s v m s m s t t +++===== (2)令全程位移为2s ,则根据平均速度关系有全程通过的时间12s st v v =+ 所以全程的平均速度121212222 v v s sv s s t v v v v ⋅===++ 代入数据:22233.753v v ⨯⨯+=解得:2v =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.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.(已知tan 37°=34)【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228060m=100m x =+设位移方向与正北方向的夹角为θ,则603tan 37804θθ==⇒=︒ 即位移的方向为北偏东37°.3.如图为某高速公路出口的ETC 通道示意图.汽车驶入ETC 通道,到达O 点的速度大小为30m /s ,此时开始刹车做减速运动(可视为匀减速),OM 长度为144m ,到M 时速度减至6m /s ,并以此速度匀速通过MN 区.MN 长度为36m ,视汽车为质点,求:(1)汽车匀减速运动过程中的加速度大小; (2)汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小. 【答案】(1)23m /s a = (2)90m /s 7v = 【解析】【详解】(1)根据2202v v ax -=可得23m /s a =(2)汽车经过OM 段的时间:018s v vt a-== 汽车经过MN 段的时间:26s xt v== 汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小:1290/7x v m s t t ==+总4.如图,光滑的水平面上放置质量均为m=2kg 的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离).甲车上带有一半径R=1m 的1/4光滑的圆弧轨道,其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接,乙车上表面水平,动摩擦因数μ=,其上有一右端与车相连的轻弹簧,一质量为m 0=1kg 的小滑块P (可看做质点)从圆弧顶端A 点由静止释放,经过乙车左端点B 后将弹簧压缩到乙车上的C 点,此时弹簧最短(弹簧始终在弹性限度内),之后弹簧将滑块P 弹回,已知B 、C 间的长度为L=1.5m ,求:(1)滑块P 滑上乙车前瞬间甲车的速度v 的大小; (2)弹簧的最大弹性势能E Pm ;(3)计算说明滑块最终能否从乙车左端滑出,若能滑出,则求出滑出时滑块的速度大小;若不能滑出,则求出滑块停在车上的位置距C 点的距离. 【答案】(1)1m/s (2)103J (3)不能滑出,1m 【解析】试题分析:(1)滑块下滑过程中水平方向动量守恒,机械能守恒:解得:,(2)滑块滑上乙车后,由动量守恒定律得:由能量守恒定律有:解得:(3)设滑块没有滑出,共同速度为,由动量守恒可知由能量守恒定律有:解得:<L,所以不能滑出,停在车上的位置距C点的距离为1m.考点:动量守恒定律;能量守恒定律【名师点睛】此题考查了动量守恒定律及能量守恒定律的应用;正确分析物体的运动过程,把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键,也是应培养的基本能力.本题解题务必要注意速度的方向.5.计算下列物体的加速度:(以初速度方向为正方向)(1)一辆汽车以72km/h的速度匀速运动,紧急刹车后经2s停下来.(2)高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶,经100s 速度从36km/h增大到180km/h.(3)沿光滑水平地面以10m/s的速度运动的小球,撞墙后以8m/s的速度反弹,与墙壁接触时间为0.1s.【答案】(1)(2)(3)【解析】【分析】根据加速度的定义式,结合初末速度和时间求出加速度;【详解】(1)规定初速度的方向为正方向,,则汽车的加速度为:;(2)规定初速度的方向为正方向,,,则列车的加速度为:;(3)规定初速度的方向为正方向,则小球的加速度为:。
高考物理机械运动及其描述解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1.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 轴的正方向.(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入表中. 观测时刻t =0时 过2s 再过3s 位置坐标 x 1= x 2= x 3=(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12320m 030m x x x =-==,,;(2)前2s 内的位移()121020m 20m x x x ∆=-=--=;后3s 内的位移23230m 030m x x x ∆=-=-=;这5s 内的位移()3130m 20m 50m x x x ∆=-=--=;上述位移Δx 1、Δx 2和Δx 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.2.如图为某高速公路出口的ETC 通道示意图.汽车驶入ETC 通道,到达O 点的速度大小为30m /s ,此时开始刹车做减速运动(可视为匀减速),OM 长度为144m ,到M 时速度减至6m /s ,并以此速度匀速通过MN 区.MN 长度为36m ,视汽车为质点,求:(1)汽车匀减速运动过程中的加速度大小;(2)汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小.【答案】(1)23m /s a = (2)90m /s 7v =【解析】 【详解】(1)根据2202v v ax -=可得 23m /s a =(2)汽车经过OM 段的时间:018s v v t a -== 汽车经过MN 段的时间:26s x t v== 汽车从O 运动到N 过程中的平均速度大小:1290/7x v m s t t ==+总3.一列士兵的队伍长120m ,正以某一速度做匀速直线运动,因有紧急情况需要通知排头士兵,一名通讯员以不变的速率跑步从队尾赶到队头,又从队头返回队尾,在此过程中队伍前进了288m ,求通讯员在这段往返时间内的路程?【答案】432m【解析】试题分析: 设通讯员的速度为V 1,队伍的速度为V 2,通讯员从队尾到队头的时间为t 1,从队头到队尾的时间为t 2,队伍前进用时间为t .由通讯员往返总时间与队伍运动时间相等可得如下方程:t=t 1+t 2,即:=+,整理上式得:6v 12-5v 1v 2-6v 22=0解上式得:v 1=将上式等号两边同乘总时间t ,即v 1t=,v 1t 即为通讯员走过的路程s 1,v 2t 即为队伍前进距离s 2,则有:s 1=s 2=432m .考点: 相遇问题4.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 cm x r ==.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/s x v t == 平均速度方向是由A 指向B . 质点的平均速率为47.1cm/s l v t==5.如图所示,今有一底面直径和高都为10cm 的圆柱形纸筒(上、下底面开口),在下底部边沿A 点有一只小蚂蚁,若小蚂蚁为了用最快的时间爬到上部边沿处的B 点,已知小蚂蚁的爬行速度不变,试求:(1)小蚂蚁爬行的路程有多少?(2)整个过程中的位移有多大?【答案】(1)18.6cm (2)14.1cm【解析】【详解】(1)两点之间线段最短,为了找到在圆柱形纸筒的表面上A 、B 两点之间的最短路径,可以把纸筒沿侧壁剪开,如图所示,展开成平面后,连接AB ,则线段AB 的长度即为小蚂蚁爬行的最短路程。
由勾股定理可知()22105cm 18.6m AB s π=+≈ 。
(2)整个过程中的位移大小等于图中A 、B 两点的连线的长度,由勾股定理可知221010cm 14.1m AB x =+≈ 。
6.某质点从A 点出发做变速直线运动,前3 s 向东运动了20 m 到达B 点,在B 点停了2 s 后又向西运动,又经过5 s 前进了60 m 到达A 点西侧的C 点,如图所示.求:(1)总路程;(2)总位移;(3)全程的平均速度.【答案】(1)80 m (2)40m,方向向西(3)4 m/s ,方向向西【解析】(1)全过程中的总路程为:s=(20+60)=80m ;(2)设向东为正方向,初位置为A 点,末位置为C 点,则位移x =20-60=-40m,负号表示位移的方向向西(3)所用的总时间t =t 1+t 2+t 3=10s平均速度为位移与发生这段位移所用时间的比值,平均速度404m/s 10x v t -===-,负号表示v 与初速度方向相反. 【点睛】路程为物体经过轨迹的长度,由题意可求得总路程;由题意可知总位移与总时间,则可求得总位移;平均速度等于总位移与总时间的比值.7.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/s 2(2)-1m/s 2(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a 1的加速度匀加速上升t 1=2s ;以v=3m/s 的速度匀速上升t 2=10s ;以a 2的加速度减速上升t 3=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.他立即8.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.“到了河岸,船停了,他就在在船舱板上作记号,对他的船友说:“这是我的剑掉落的地方.这则寓言不但有讽刺意义,而且还包含一定的物理含义,从物理学画记号的地方下水找剑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:①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;②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.9.某运动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。
10.2012年8月25日,在伦敦奥运会女排小组赛中中国队以3∶2击败韩国队,夺得小组赛亚军.中国队与韩国队交锋时,假如从韩国队飞来的排球具有水平方向上的20 m /s 的速度,被击后球以原速率水平返回,球与王一梅的手接触时间为0.2 s ,设0.2 s 内排球的速度均匀变化,求排球被击打过程中的加速度.【答案】2200/m s ,其方向沿球返回的方向【解析】【分析】【详解】以飞来的方向为正方向,则初速度v 0=20m/s ,末速度v=-20m/s ,根据加速度的定义得 球的加速度2220202000.2m m a s s --==- 负号表示加速度方向与飞来的方向相反即其方向沿球返回的方向.11.某物体沿一条直线运动:(1)若前一半时间内的平均速度为v 1,后一半时间内的平均速度为v 2,求全程的平均速度.(2)若前一半位移的平均速度为v 1,后一半位移的平均速度为v 2,全程的平均速度又是多少?中国首艘航空母舰“辽宁”号交付海军服役后,进行了舰载机起降等多项科学实验,使我国海军力量不断发展壮大.若在某次海上军事演习中,一艘驱逐舰以90km/h 的速度追赶在它前面120km 处正向同方向匀速航行的航空母舰,驱逐舰总共追赶了270km 才赶上,则航空母舰的舰速为多大?【答案】(1)122v v v +=(2)12122v v v v ;50km/h 【解析】【分析】由速度公式的变形公式求出前一半时间通过的路程和后一半时间通过的路程,然后由平均速度公式求出全程的平均速度;由速度公式的变形公式求出汽车的运动时间,然后由平均速度公式求出全程的平均速度;先根据快艇的速度和行驶距离求出所用时间,用快艇行驶的距离减去快艇和航空母舰原先的距离就等于航空母舰的行驶距离,根据速度公式即可求出.【详解】(1)设全程的时间为2t ,前一半时间通过的位移11x v t =,后一本时间通过的位移:22x v t =, 全程的平均速度:121212222x x v t v t v v v t t +++===; (2)设甲乙两地间的距离是2x , 则前半段与后半段的位移都是x ,由x v t =得汽车的运动时间:1212x x t t v v ==,, 总的运动时间:12t t t =+,全程的平均速度:12121212222v v x x v x x t t v v v v '===+++; 根据公式s v t=,快艇和航空母舰的运动时间为11270390/s km t h v km h ===;航空母舰走的距离为2270120150s km km km =-=, 军舰的速度为:2215050/3s km v km h t h===. 【点睛】本题考查了求汽车的平均速度问题,熟练应用平均速度公式及其变形公式即可正确解题,解题时要注意,平均速度是物体的路程与所用时间的比值,求平均速度应先求出路程与所对应的运动时间.12.一小车正以6m/s 的速度在水平地面上运动,如果小车以2m/s 2的加速度做加速直线运动,当小车速度增大到10m/s 时,经历的时间是多少?再经5s ,小车的速度增加到多大?作出小车的v -t 图象.【答案】(1)t =2 s (2)v =20 m/s (3)【解析】【分析】根据加速度的定义式求时间,由此公式变形求速度,结合速度画出速度图象.【详解】根据∆=∆v a t得: 010622v v t s s a --∆===; 再经5s ,小车的速度为: 33(1025)20m m v v at s s=+=+⨯= 小车以初速度6m/s ,加速度为22m s 的匀加速直线运动,即速度与时间的关系式为: 62v t =+,所以v-t 图象如图:【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式,并能灵活运用,计算时要细心.。