物理机械运动及其描述题20套(带答案)

物理机械运动及其描述题20套(带答案)

一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述

1．如图所示，实心长方体木块''''ABCDABCD的长、宽、高分别为a、b、c，且.abc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）222xabc （2）22sabc

【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''xACACCCabc

2由于abc，所以将矩形''BCCB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()sabc；

答： 1小虫的位移大小为222abc；

2小虫的最小路程为22()abc．

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．

2．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v—t图象，图象如图所示（除2s~10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知在小车运动的过程中，2s~14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末通过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量m=2．0kg ，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取g=10m/s2．求：

（1）14s~18s时间段小车的加速度大小a；

（2）小车匀速行驶阶段的功率P；

（3）小车在2s~10s内位移的大小s2．

【答案】（1）2．0m/s2；（2）32W；（3）52m

【解析】试题分析：（1）在14s—18s时间段，由图象可得1418vvat（2分）

代入数据得 a=2．0m/s2（2分）

（2）在14s—18s，小车在阻力f作用下做匀减速运动，则 f =" ma" （1分）

在10s—14s， 小车作匀速直线运动，牵引力 F =" f" =4．0N （1分）

小车匀速行驶阶段的功率 P=Fv （1分）

代入数据得 P =32W （2分）

（3）2s—10s，根据动能定理得

22221122Ptfsmvmv（2分）

其中 v="8m/s" ，v2=4m/s

解得 s2 = 52m （2分）

考点：动能定理、功率

3．设质量为m的子弹以初速度V0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d．

求①木块最终速度的大小

②产生的热能

③平均阻力的大小

【答案】①0mvvMm共②202()MmvQMm③202()MmvfMmd

【解析】

试题分析：①子弹射入木块的过程中系统动量守恒：mv0=（M+m）v共 解得：0mvvMm共

②据能量守恒定律：22011()22mvMmvQ共

解得：202()MmvQMm

③设平均阻力大小为f 据能量守恒定律：fd=Q

则 202()MmvfMmd

考点：动量守恒定律；能量守恒定律

【名师点睛】此题是动量守恒定律及能量守恒定律的应用问题；关键是能正确选择研究系统及研究过程，根据动量守恒定律及能量关系列方程求解。

4．一物体从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)53mAx，yA=5m；53mBx，yB=0．

A点的坐标：53m5m（，），B点的坐标：53m0m（，）．

(3)物体的位移为O到B位移为： 222210553mOAAB

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.

5．一辆汽车沿直线公路以速度v1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v1的值为多少km/h？

【答案】90km/h

【解析】

设全程为s，前路程的速度为v1

前路程所用时间为

后路程所用时间为

全程平均速度，t=t1+t2

解得：v1=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.

6．一质点沿x轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表：

求：

1根据表中数据画出xt 图象； 2质点在0.06s末的瞬时速度；

3质点在00.16s内的平均速度．

【答案】（1）（2）0（3）9m/s8

【解析】

【分析】

【详解】

（1）把表中数据描到坐标系中并连线，如图所示

（2）由于物体沿X轴正方向运动，在0.06s到0.10s位于x轴上同一位置， 0v

（3）由 xvt； 018txxxcm；

质点在00.16s内的平均速度 9/8vms

故本题答案是：（1）（2）0（3）9m/s8

【点睛】 准确的描点连线，并从图像上找到需要的物理量即可．

7．如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点．每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据．（可以认为在斜面上是初速为零的匀加速运动，在水平面上是匀减速运动，重力加速度g=10m/s2）求：

（1）在斜面上的加速度大小

（2）物体在水平面上加速度大小

（3）t=0.6s时的瞬时速度v．

【答案】(1) (2) （3）

【解析】

【详解】

(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度大小为：

(2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为：

(3)设物体在斜面上到达B点时的时间为tB，则物体到达B时的速度为：vB=a1tB ①

由图表可知当t=1.2s时，速度v=1.1m/s，此时有：v=vB-a2(t-tB) ②

联立①②代入数据得：tB=0.5s，vB=2.5m/s

所以当t=0.6s时物体已经在水平面上减速了0.1s，速度为v=2.5-0.1×2=2.3m/s.

【点睛】

本题考查一个物体参与多个过程的情况，对于这类问题要弄清各个过程的运动形式，然后根据相应公式求解.

8．如图中的三条直线描述了a、b、c三个物体的运动．通过目测，判断哪个物体的加速度最大，并说出根据，然后根据图中的数据计算它们的加速度大小，并说明加速度的方向．

【答案】a物体加速度最大，因为斜率最大．aa=0.625 m/s2，ab=0.083 m/s2，ac=－0.25

m/s2，aa、ab与速度方向相同，ac与速度方向相反 【解析】

【详解】

a的斜率最大，加速度最大．由图象的数据可得到：222.50/0.625/62aamsms，222.52/0.083/60bamsms，2202/0.25/8camsms.

abaa、与速度方向相同，ca与速度方向相反．

9．如图所示，两列长度均为L0的快车和慢车沿着同一直轨道同向匀速行驶，当慢车头到避让区起点C时，快车头与慢车尾的距离为L1，且快车的速度是慢车速度的2倍．为避免撞车，慢车要进入避让区CD轨道进行避让．若两车都不减速，L1至少应为多少？避让区长度L2至少为多少？(设避让区轨道CD平行于轨道AB，且弯曲部分AC、BD很短，可忽略不计)

【答案】L1至少应为L0，L2至少应为3L0

【解析】

【分析】

根据位移时间关系和速度时间关系分析避让区的时间关系，关键是根据几何关系分析位移关系，再由速度位移关系求解即可．

【详解】

由题意可知，在避让过程中，两车的重叠部分必须始终处于避让区．分析可知，要想恰好不相撞，慢车车尾通过A点时，快车车头正好到达A点；慢车车头到达B点时，快车车尾正好通过B点．对慢车通过A点过程，快车的位移为L1＋L0，由二车运动时间相等，有0102LLLvv，解得L1＝L0．对快车通过轨道AB的过程，由二车运动时间相等，有20202LLLLvv，解得L2＝3L0，即L1至少应为L0，L2至少应为3L0．

【点睛】

本题关键是由题意确定两车运动的位移关系，由匀速直线运动的位移关系分析即可．

10．某物体沿一条直线运动：

（1）若前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间内的平均速度为v2，求全程的平均速度．

（2）若前一半位移的平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，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）122vvv（2）12122vvvv；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11xvt，

后一本时间通过的位移：22xvt，

全程的平均速度：121212222xxvtvtvvvtt；

（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xvt得汽车的运动时间：1212xxttvv，，

总的运动时间：12ttt，全程的平均速度：12121212222vvxxvxxttvvvv；

根据公式svt，快艇和航空母舰的运动时间为11270390/skmthvkmh；