1、高考必备物理机械运动及其描述技巧全解及练习题( 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v1，队伍全长为L一个通讯兵从队尾以速度 v2(v2v1 )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 L2v1v2 L【答案】 (1)2(2)2v122v12v2v2【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
2、为t 1、 t 2，则有： t1L， t2Lv2v1v1v2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：sv（2v2v1s=vt +v t2 12 2vL）2v22 L；vv 2v21221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：（LL）2v1v2 Ls v1 v2v1v1 v2v2 2v12 ；【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 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
3、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+t2，即：100 100100v2v1v2v1 v2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） v2tv t 即为
4、通讯员走过的路程s ， v t 即为队伍前进距离s ，则有1122s =（ 2+1） s =（ 2 +1） 100m12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.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
5、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 sAB10 252cm 18.6m。（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xAB102102 cm14.1m 。4 一个篮球从高h1 3.05 m 的篮筐上由静止开始下落，经t1 1
6、.95 s 落到水平地面上，速度 v1 19.1 m/s ，然后以 v2 4.9 m/s 反弹，经 t 2 0.5 s 达到最高点， h2 1.23 m已知篮球与地面碰撞的时间为0.3 s，求：(1)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向；(2)篮球从空中下落过程的平均速度的大小；(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【答案】 (1)80 m/s 2，方向竖直向上(2)1.56 m/s(3)0.66 m/s【解析】（2）取向下为正方向，则与地面碰撞过程中av2 v14.919.1 m / s280m / s2 ，方向竖直向上；t0.3（3）下落过程的平均速度 vx3.05 m /
7、 s 1.56 m / s ；t1.95（4）全程的位移x3.05 m1.23m1.82m ；全程的时间 t 1.95s 0.5s0.3s2.75s ；则平均速度 vx1.82 m / s0.66 m / s ；t2.75点睛：本题考查加速度及平均速度公式，要注意正方向的选择，同时要注意平均速度为位移与时间的比值5 一质点在x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后：(1)质点在前 10s 内的位移、路程各为多大？(2)质点在 8s 末的瞬时速度为多大？(3)质点在 0 到 18s 这段时间内的平均速度多大？【答案】 （1）（ 2） 0（3）【解析】试题分
8、析：（ 1）质点在x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动那么在前10s 内的位移就是从2m 到 8m，位移即，由于是直线运动且是单方向所以路程等于位移大小6m（ 2）从 6s 到 10s 坐标一直停留在 8m 处，且是单方向直线运动，说明物体处于静止状态，因此 8s 末的瞬时速度为 0m/s（3）质点在0 到 18s 这段时间内从坐标2m 到坐标 24m ，位移时间，平均速度考点：坐标与位移路程关系6 按照规定，汽车应慢速通过隧道某汽车在过隧道前将速度从25m/s 减小到 10 m/s ，然后匀速通过100 m 长的隧道，整个过程总共用了15 s 时间求汽车减速时的加速度【答案】 3 m/s 2【
9、解析】汽车匀速通过隧道用时 t1x10s，v1由题意知减速时间故减速时的加速度度方向相反tt总t15s ，av1v03m / s2 ，即减速时的加速度大小为3 m/s2 ，方向与初速t7 升降机由静止开始以加速度 a1 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 a2 匀减速上升 3s 才停下来求：(1)匀加速上升的加速度大小a1 和匀减速上升的加速度大小a2 ；(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a1 的加速度匀加速上升t 1=2s；以v=3
10、m/s 的速度匀速上升t =10s；以 a的加速度减速上升t =3s，最后静止223(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. 他立即在船舱板上作记号，对他的船友说： “这是我的剑掉落的地方 .“到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑 .这则寓言不但有讽刺意义，而且还包含一定的物
11、理含义，从物理学选择参考系的角度回答下列问题：12楚人找剑选择的参考系是什么？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：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 ；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
12、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 如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续行驶了150m 到达度假村，又向西行驶了950m 到达博物馆，最后回到超市，全程用时70s。以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1 个单位长度表示100m ，试求：（ 1）在直线坐标系上表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置。（ 2）轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？（ 3）全程的平均速
13、率和平均速度的大小分别是多少？【答案】（ 1）（2）位移为800m ，方向向西； 路程为 1100 m 。（ 3）平均速率和平均速度的大小分别为20 m/s ， 7.1 m/s 。【解析】【详解】（1）以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，则电影院的坐标为300 m ，度假村的坐标为450 m，博物馆的坐标为450m950m500m ，位置如图所示：（2）轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中位移x500m300m800m ，（负号表示方向向西)轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中路程s150m950m 1100m 。（3）全程的总路程s300m150m+9501400m平均速率， v1
14、= s1400 m/s20m/s ；t70全程的总位移 x500m ；故平均速度 :v2= x500 m/s7.1m/st70负号说明平均速度的方向向西。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】 200m / s2 ，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
15、=-20m/s ，根据加速度的定义得球的加速度 a2020 m2200 m 20.2ss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 一列长 50m 的队伍，以1.8m/s 的速度经过一座全长100m 的桥，当队伍的第一个人踏上桥到队尾最后一人离开桥时，总共需要的时间是多少？【答案】 83.3s【解析】试题分析：从队伍的第一个人踏上桥到队伍最后一个人离开桥，队伍一共行走的路程为x x队 x桥50m100m 150m根据速度公式：vs，t当队伍全部穿过大桥所需要的时间为tx100s v答：总共需要的时间是100s 考点：匀速直线运动【名师点睛】本题考查时间的计算，关键是速度公式及
16、其变形的灵活运用，难点在于路程的确定当队伍全部通过大桥时，队伍经过的距离为队伍的长度与大桥长度之和，行进速度已知，根据速度公式的导出公式求所需的时间12 一物体自 t 0 时开始做直线运动，其速度图线如图所示求：（ 1）在 0 6 s 内，物体离出发点最远距离；（ 2）在 0 6 s 内，物体经过的路程；（ 3）在 t=5s 时，物体的加速度大小【答案】（ 1）（ 2） 40m（ 3） 10m/s 2【解析】试题分析：（ 1）前 5s 内，物体离出发点最远距离，由面积法，得（ 2）在 5-6s 内，物体向反方向运动，位移由面积法，得：在 0 6 s 内，物体经过的路程：（ 3）在 t=5s 时 ,物体的加速度为 :即物体的加速度大小为10m/s 2考点：考查了速度时间图像【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即x aT 2 ，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度
