1、物理机械运动及其描述专题练习( 及答案 ) 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 的最高 一直在考 照，今天又和前(N+8)次一 ，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 国道到达；第二种方法是乘快客汽 高速公路到达；第三种方法是乘火 到达；下面是三种 的 刻及里程表，已知普客汽 全程平均 速度 60km/h ，快客汽 全程平均 速 100km/h ，两 途中均不停站，火 在中途需停靠石台站5min ， 火 站和出站都做匀 速直 运 ，加速度大小是 2400km/h 2，途中匀速行 ，速率 120km/h ，若 在 刻是上午8 点 05 分，科目二
2、开考 是 9 点 25 分， 你通 算 明他能否赶上考 ？如果能， 乘哪个班次什么 ？（ 位 一用km/h ）普客汽 快客汽 火 里程 /km7580727208008 008208 408 33班次10309209 00143010 559 43【答案】能赶上，8：33 ， 9：20 到达【解析】【分析】【 解】第一种乘普客汽 t1s175 h 75minv1608：20 ， 9：35 到达 ；第二种乘快客汽 t 2s280 h 48minv21008：40 ， 9：28 到达；第三种乘火 t1v120 h=0.05ha2400火车匀变速运动时间4t 1=0.2h火车匀变速运动路程s1v 4
3、t112km火车匀速运动路程s2(7212)km=60km火车匀速运动时间t 2s10.5hv2火车总时间t34t1t2t347min8：33 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 如图所示 ，在运动场的一条直线跑道上 ，每隔 5 m 远放置一个空瓶 ，运动员在进行折返跑训练时 ，从中间某一瓶子处出发 ，跑向出发点右侧最近的空瓶 ，将其扳倒后返回并扳倒出发点处的瓶子，之后再反向跑回并扳倒前面最近处的瓶子，这样 ，每扳倒一个瓶子后跑动方向就反方向改变一次，当他扳倒第6 个
4、空瓶时 ，他跑过的路程是多大？位移是多大？在这段时间内 ，人一共几次经过出发点?【答案】 80 m；10 m ；4 次【解析】【分析】【详解】如图所示 ,设运动员从位置O 出发跑向位置a,扳倒空瓶后返回位置O,扳倒空瓶后又跑向位置c,扳倒空瓶后再跑向位置 b,依次进行下去 ,当他扳倒第 6 个空瓶时应在位置 d 处 ,因此可求出运动员跑过的总路程和位移 .由以上分析得路程 s0 =2s1+s2+s3+s4+s5=(2 5+10+15+20+25) m=80 m位移大小s=Od =10 m往返过程中共经过出发点O 处 4 次 (不包括从出发点开始时).3 为了安全，在高速公路上行驶时两汽车之间要
5、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/s2）（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/s2（2） 18m/s【解析】试题分析：（ 1）根据 x1v0t0v22a1则： 12030 1 3022a112解得： a =5m/s（ 2） 1mg ma
6、121 mgma25a2225 a12m/sx2v2t 0v222a2代入数值解得：v218 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4 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 第一次 B 点 的位移和路程；（2）人从 A 点出 第一次 D 点的位移和路程；（3）人的位移 2R 所需的 。【答案】（ 1）位移大小 R，向 北方向路程 R（ 2）位移大小 R，向 南方向，路程 R.（ 3）(2n+1) R/
7、v【解析】【 解】(1)人从 A 点出 第一次 B 点 的位移大小 R，向 北方向路程 R.(2)人从 A 点出 第一次 D 点 的位移大小 R，向 南方向，路程 R.(3)人的位移 2R ，人通 的路程 R、3R、5 R，根据公式v 得 t (2n+1) R/v.5 一 点由位置 A 向北运 了 6m 用 3s 到达 B 点，然后 B 点向 运 了 5m 用 1s 到达 C 点，再由 C向南运 了 1m 用 1s 到达 D 点（ 点在 B 点、 C 点没有停 ）（1）在 中，作 表示出 点由A 到 D 整个运 程的 位移（ 2）求整个运 程的 位移大小和方向（ 3）求整个运 程的平均速率（
8、4）求整个运 程的平均速度大小【答案】 （1）（ 2）位移大小 52m 方向 偏北 45o（ 3） 2.4m/s （ 4） 2m / s【解析】【分析】【详解】(1)由位移的方向可知，由起点指向终点的有向线段，如图：(2) 位移大小为：x( ABCD )2BC 2(61)252 m5 2m ，方向东偏北450；(3) 平均速率为：v1AB BC CD 6 51 ms2.4 ms；t1 t2 t33 11(4) 平均速度大小为：v2x5 2m2 mt1t2 t33 1 1ss6 一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带 ，如图所示纸带上有七个计数点
9、，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米 (计算结果到小数点后两位)(1)计算 06 点之间的平均速度；(2)打点计时器打计数点4 时小车的瞬时速度接近多少？(3)若电源频率低于50 Hz 时，如果仍按 50 Hz 的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实值是偏大还是偏小？【答案】 (1)0.68 m/s(2)0.83 m/s(3)偏大【解析】【分析】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度 ，电源频率低于
10、 50 赫兹时，则打点周期大于 0.02s 解： (1)0 6 点间的平均速度为：(2)当打点计时器打计数点4 时，小车的瞬时速度应当最接近于计数点3 和 5 点间的平均速度，则(3)当交流电的频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当交流电的频率低于50Hz 时，打点计时器打一次点的时间间隔t 将大于 0.02 s，即 t 时间内的位移我们用0.02 s 的位移计算，因此测出的速度将比真实值偏大7 一质点向某一方向做直线运动，位移的前1 匀速运动的速度为 v1，位移的后 2 匀速运33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
11、速度大小为多少？v23v1v2【答案】（ 1）（ 2）2v12v1 v2【解析】【详解】（1）前一段时间为1 x2 xt 1 3，后一段时间为t2 3，v1v2v2所以两段所用时间之比为2v1（2）整段过程中的平均速度为vx3v1v2，联立得v.t1t22v1 v282018 年 10 月 11 日俄美两国宇航员搭乘 “联盟 ” MS10 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
12、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3.6 104N 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/s 2 。（ 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/s 2（ 2）3000kg （ 3）2m/s【解析】【
13、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= v0v1=808m/s 2=2m/s 2。t36（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：2212=-2a2h，得返回舱最终的着陆速度：v -v2v =2m/s 。9 如图所示，两列长度均为L0 的快车和慢车沿着同一
14、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，
15、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 0 L ，由二车运动时间相等，有L0L1L010对快车通过轨道 AB 的过程，由二车运动时间相等，有v，解得L L2vL2L0L2 L0 ，解得 L2 3L0，即 L1 至少应为 L0， L2 至少应为 3L02vv【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
16、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） vvv2 （ 2）2v1v212； 50km/hv1 v2【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
17、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x1v1t ，后一本时间通过的位移： x2v2 t ，全程的平均速度： vx1x2v1t v2tv1v2；2t2t2（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 vxx， t2x得汽车的运动时间：t1，tv1v2v2x2x2v1v2总的运动时间：t t1t 2 ，全程的平均速度：t1t2 xxv1 v2；v1v2s，快艇和航空母舰的运动时间为ts1270km根据公式 vv13h ；t90km / h航空母舰走的距离为s22
18、70km120km150km ，s2150km军舰的速度为：v250km / h t3h【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11 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
19、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 车向东运动，说明 A 车也向西运动且速度大于B 车速度； C 车上的乘客看到 A 车向西运动，则 C车有三种运动情况， 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12 2008 年 5 月 12 日汶川大地震造成山体滑坡，形成了大量的堰塞湖，由于连日阴天下雨，堰塞湖内积存了大量的湖水，如果不及时泄掉湖水，一旦发生溃坝，就会给灾区带来二次灾难 .在一次疏通堰塞湖中，解放军战士移除挡在排水渠中的一块巨石时动用了火箭弹. 已知火箭弹从发射至看到巨石被炸开用时2.5s ，又经过 5s 后战士听到爆炸声，若声音在空气中的传播速度为340m / s，试估算一下火箭弹的速度为多大【答案】 680m/s【解析】【详解】它们之间的距离就是声音5s传播的距离，s vt 340m / s 5s 1700m ；根据 vs1700680m / s ；，则火箭弹的速度为 vt2.5故本题答案是：680m/s
