高中物理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)

高中物理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．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=100mx

设位移方向与正北方向的夹角为θ，则

603tan37804

即位移的方向为北偏东37°．

2．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：。

【点睛】

解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意的矢量性。

3．一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.

4．如图所示，M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪．步枪枪管中的子弹从初速度为0开始，经过0.002 s的时间离开枪管被射出．已知子弹在枪管内的平均速度是600

m/s，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s，射出过程中枪没有移动．求：

(1)枪管的长度；

(2)子弹在射出过程中的平均加速度．

【答案】(1)1.2m (2)6×105m/s2，方向与子弹的速度方向相同

【解析】

（1）枪管的长度

（2）根据加速度的定义式得：

方向与子弹的速度方向相同．

综上所述本题答案是：（1）枪管的长度为1.2 m；（2）子弹在射出过程中的平均加速度的大小为 ，方向与子弹的速度方向相同．

5．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。

6．甲骑车以10千米每小时由西向东做匀速直线运动，同时乙也骑车以相同的速度在另一地点从北向南做匀速直线运动，已知甲在上午九点整恰好通过交叉路口O点后继续前行，此时乙距离O点还有半小时的路程，问在甲、乙的运动过程中什么时刻相距最近且最近的距离为多少千米？ 【答案】上午九点十五分甲、乙相距最近，最近距离为522km.

【解析】

【分析】

【详解】

依题意知，当甲经过O点时,乙离O点还有半个小时的路程即5千米远，此后，他们之间的距离将继续减小,过了某个时刻后又增大；以甲过O点时刻为计时起点，则经过时间t有x= 10t(km)及y=5- 10t( km)；根据勾股定理可知，甲和乙之间的距离s =22xy；代入后可得222(10)(510)5841stttt，则当4115min284th时s最小，（即此时为上午九点十五分），距离的最小值为min52km2s.

7．甲、乙两辆汽车相距600m，并分别以10m/s和20m/s的速度在一条平直公路上相向行

驶，在两汽车间有一只小鸟以20m/s的速率往返飞翔，这只小鸟从汽车甲前端开始，飞向汽车乙，遇到汽车乙前端时又立即掉头飞向汽车甲，如此往返飞行，直到两汽车相遇，求：

(1)这只小鸟飞行的路程；

(2)这只小鸟飞行的平均速度．

【答案】(1)400m (2)10m/s

【解析】

【分析】

【详解】

（1）设两车相距600md，110m/sv，220m/sv，相遇时间为t，则两车相距为：

12dtvtv

这只小鸟飞行的路程为：

3stv

联立，代入数据可以得到：

400ms；

（2）小鸟飞行的位移等于甲车前进的位移，即：

1xvt

则小鸟飞行的平均速度为：

'xtv

代入数据整理可以得到：

'10m/sv．

8．子弹以600 m/s的初速度击中一静止的在光滑水平面上的木块,经过0.05 s穿出木块,子弹的速度变为200 m/s,求子弹穿过木块时的加速度。若木块在此过程中产生了200 m/s2的加速度,求木块获得的速度多大?

【答案】-8000m/s2；10 m/s

【解析】

【详解】

对子弹运用加速度的定义：

对木块根据速度公式：v=at=200×0.05=10m/s

9．一质点向某一方向做直线运动，位移的前13匀速运动的速度为v1，位移的后23匀速运动的速度为v2，则

（1）通过这前后两段所用时间之比为多少？

（2）整段运动过程中的平均速度大小为多少？

【答案】（1）212vv （2）121232vvvv

【解析】

【详解】

（1）前一段时间为t1＝113xv，后一段时间为t2＝223xv，

所以两段所用时间之比为212vv

（2）整段过程中的平均速度为12vtxt，联立得121232vvvvv.

10．一物体做匀减速直线运动，在某段时间T内的平均速度的大小为v，紧接着在接下来的相等的时间T内的平均速度的大小为kv（k＜1），此时，物体仍然在运动．求

(1)物体的加速度为多大？

(2)再经过多少位移物体速度刚好减为零？

【答案】(1)(1)kvaT (2)2(31)8(1)kvTxk

【解析】

【详解】

(1)匀变速直线运动中，某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度

有：1vv，2vkv

由加速度定义得：21(1)vvkvaTT 得加速度大小为(1)kvT

(2)第二段T时间的末速度为：31=22Tkvkvav

所求位移：2220(31)28(1)vkvTxak

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；

航空母舰走的距离为2270120150skmkmkm，

军舰的速度为：2215050/3skmvkmhth．

【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．小球从5m高处落下，被水平地面弹回，在离地面2m高处被人接住，则整个过程中小球的位移是多少？路程呢？

【答案】3m；7m

【解析】

【详解】

小球从5m高处落下，被水平地面弹回，在离地面2m高处被人接住，则整个过程中小球的位移是

x=5m-2m=3m

路程是

s=5m+2m=7m