物理机械运动及其描述题20套(带答案)
- 格式：doc
- 大小：417.00 KB
- 文档页数：7
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
1．一列队伍长100m，正以某一恒定的速度前进． 因有紧急情况通知排头战士，通讯员跑步从队尾赶到队头，又从队头跑至队队尾，在这一过程中队伍前进了100m．设通讯员速率恒定，战士在队头耽搁的时间不计，求他往返过程中跑过的位移和路程的大小．（学有余力的同学可以挑战路程的计算）
【答案】100m，（100+1002）m
【解析】
【详解】
设通讯员的速度为v1，队伍的速度为v2，通讯员从队尾到队头的时间为t1，从队头到队尾的时间为t2，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=t1+t2，即：21212100100100 vvvvv＝
整理上式得：v12-2v1v2-v22=0
解得：v1=（2+1）v2；
将上式等号两边同乘总时间t，即v1t=（2+1）v2t
v1t即为通讯员走过的路程s1，v2t即为队伍前进距离s2，则有
s1=（2+1）s2=（2+1）100m．
通讯员从队尾出发最后又回到队尾，所以通讯员的位移大小等于队伍前进的距离，即为100m.
【点睛】
本题考查路程的计算，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，解决此类问题常常用到相对运动的知识，而位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移的大小只与初末的位置有关.
2．如图所示，一人在半径为R的圆形跑道上沿顺时针方向以速率v运动，A、B、C和D分别为跑道的四个端点。求:
（1）人从A点出发第一次经过B点时的位移和路程；
（2）人从A点出发第一次经过D点的位移和路程；
（3）人的位移为2R所需的时间。 【答案】（1）位移大小为R，向东北方向．路程为R（2）位移大小为R，向东南方向，路程为R.（3）(2n+1)πR/v
【解析】
【详解】
(1)人从A点出发第一次经过B点时的位移大小为R，向东北方向．路程为R.
(2)人从A点出发第一次经过D点时的位移大小为R，向东南方向，路程为R.
(3)人的位移为2R时，人通过的路程为πR、3πR、5πR…，
根据公式v＝得t＝(2n+1)πR/v.
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。由勾股定理可知22105cm18.6mABs 。
（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221010cm14.1mABx 。
4．如图所示，小球从高出地面h＝15 m的位置，在t＝0时刻竖直向上抛出，经1 s小球上升到距抛出点5 m的最高处，之后开始竖直回落，经0.5 s刚好经过距最高点1.25 m处位置，再经过1.5 s到达地面.求：
(1)前1.5 s内平均速度；
(2)全过程的平均速率.(结果保留一位小数)
【答案】（1）2.5m/s（2）8.3m/s
【解析】
（1）由图可知：前1.5秒小球的位移为：
所以前1.5s内平均速度
（2）由图可知：全过程小球的路程为s=5+5+15m=25m
全过程的平均速率为
5．一物体以6m/s的初速度沿水平面运动，经过4s后，速度大小变为2m/s ，求物体的速度变化量？物体的加速度？
【答案】
【解析】
【详解】
规定初速方向为正
①如果速度方向与初速度同向，则有v=2-6m/s=-4m/s
a=v/t=-1m/s2
②如果速度与初速度反向，则有v=-2-6m/s=-8m/s
a=v/t=-2m/s2
【点睛】
本题是加速度定义式的直接应用，要注意矢量的方向性.
6．计算物体在下列时间段内的加速度：
（1）以60m/s的速度运动的汽车，从某时刻开始刹车，经12s停下 （2）一辆汽车从车站出发作匀加速直线运动经10s速度达72km/h．
【答案】（1）-5 m/s2（2）2 m/s2
【解析】
(1)汽车刹车,根据速度时间公式可知：22010060m/s5m/s12vat
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
(2)汽车匀加速直线运动，72km/h10m/sv
根据速度时间公式可知：2202100m/s2m/s10vvat
【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度-时间公式0vvat，并能灵活运用．
7．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，求全程的平均速度大小．
（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，求全程的平均速度大小．
【答案】（1）122vv （2）12122vvvv
【解析】
【详解】
（1）设物体前一半时间的位移为S1，后一半时间的位移为S2，全程用时为T
则112TSv
222TSv
则全程的平均速度为：12SSvT
联立解得：122vvv
（2）设物体前一半位移所用时间为T1′，后一半位移用时T2′，全程位移为S
根据运动学公式，有：T1′12Sv
222'STv
则全程的平均速度：12'''SvTT
联立解得：12122'vvvvv
8．一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.
9．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
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/ms，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v0=20m/s，末速度v=-20m/s，
根据加速度的定义得
球的加速度2220202000.2mmass
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．
11．一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.
12．2018年10月11日俄美两国宇航员搭乘“联盟”MS﹣10飞船前往国际空间站，在火箭发射升空位于万米高空时，突然出现严重故障。火箭出现故障后，系统逃生机制自动启动。在紧急逃生机制启动后，宇航员所在的载员舱立刻和火箭上面级脱离，坠入大气层。逃逸系统激活后，飞船在大约50千米高度与火箭分离，最后在地表成功着陆，这是人类历史上首次成功的整流罩逃逸。某校STEM空间技术研究小组对信息收集整理后，对整流罩逃逸下落的最后阶段简化如下：返回舱沿竖直方向下落，某时刻打开主伞，产生3.6104N的阻力，使返回舱经过36s速度由80m/s匀减速至8m/s，此后匀速下落，当返回舱下落到离地高度1m时，反冲发动机点火，产生向上的1.2105N的恒定推力（此时主伞失效，空气阻力不计），最终返回舱以低速成功着落，g取10m/s2。
（1）求打开主伞匀减速阶段的加速度大小； （2）求返回舱的质量；
（3）求返回舱最终的着陆速度。
【答案】（1）2m/s2（2）3000kg（3）2m/s
【解析】
【详解】
（1）打开主伞匀减速阶段，v0=80m/s，v1=8m/s，t=36s，根据速度时间公式，有：v1=v0-a1t，打开主伞匀减速阶段的加速度大小：a1=01vvt=80836m/s2=2m/s2。
（2）打开主伞匀减速阶段，根据牛顿第二定律，有：Ff-mg=ma1，解得返回舱的质量为：m=3000kg。
（3）返回舱在着陆过程中，根据牛顿第二定律，有：F-mg=ma2，得：a2=30m/s2，速度从8m/s减小着地过程中，根据速度位移公式，有：v22-v12=-2a2h，得返回舱最终的着陆速度：v2=2m/s。
