1、高考物理机械运动及其描述解题技巧讲解及练习题( 含答案 ) 含解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 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
2、可得如下方程：t=t 1+t2，即：100 100100v2v1v2v1v2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
3、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我校足球运动员李同学在做足球训练时，将一个以6m/s 迎面飞来的质量为0 4kg 的足球，以 8m/s 的速度踢出，求：（1）若踢球的时间为0 2s，则李同学发球时足球的平均加速度的大小和方向（2）足球被提出后沿草地作匀减速直线运动，加速度大小为1.6m / s2 ，足球在草地上运动的时间和位移的大小【答案】（ 1） 70m / s2 ，方向为球踢出去的方向（2） 8s 51.2m【解析】试题分析：（1）根据加速度公式 av v08670m / s2 ，方向为球踢出去的方0.2t向（2）足球运动的时间 tv8 s8s ，
4、a1运动的位移 s1at 211.6 8251.2m22考点：考查了平均速度，加速度的计算【名师点睛】根据加速度的定义式求出足球的平均加速度根据速度时间公式求出足球在草地上运动的时间，根据平均速度的推论求出足球的位移3足球运动员在罚点球时，球由静止被踢出时的速度为线运动，设脚与球作用时间为0 15s，球又在空中飞行30m/s ，在空中运动可看做匀速直11m 后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为 0 2s，且球被挡出后以 10m/s 的速度沿原路反弹，设足球与脚或守门员的手接触的时间内加速度恒定，求：（ 1）脚与球作用的时间内，球的加速度的大小；（ 2）球在空中飞行 11m 的过程中所用的时
5、间；（ 3）守门员挡球的时间内，球的加速度的大小和方向【答案】（ 1） 200m/s 2（ 2） 0 37s（ 3）-200m/s 2；方向与球踢出后的运动方向相反【解析】试题分析：假设球被踢出时速度方向为正；（1）；（2）；（3）考点：加速度，方向与球踢出后的运动方向相反【名师点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意公式的矢量性，当速度的方向与正方向相同，取正值，当速度方向与正方向相反，取负值。4 为了安全，在高速公路上行驶时两汽车之间要保持一定的距离。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
6、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 x1v0t0v2则： 12030 1解得： a1=5m/s22a13022a1（ 2） 1mg ma121 mgma25a22a1252m/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
7、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5（题文）如图所示为一升降机竖直向上运动时速度随时间变化的图线详细描述升降机的运动情况升降机上升的总高度；画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线【答案】（ 1）见解析（ 2）（ 3）【解析】【分析】根据速度时间图象的形状，就可分析升降机的运动情况速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，升降机上升的总高度等于图中梯形面积的大小图线的斜率表示加速度，求出加速度，再画出图象【详解】以升降机竖直向上运动方向为正方向：升降机以加速度，匀加速上升；：升降机以速度，匀速上升；：升降机以加速度，匀减速上升由图象可得：升降机上升的高度在数值上等于
8、图象与坐标轴围成的面积，即：画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线如图【点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移6 如图所示，一质点沿半径为r 20cm 的圆周自 A 点出发，逆时针运动2s，运动3圆4周到达 B 点，求：（计算结果保留三位有效数字）（ 1）质点的路程（ 2）质点的位移（ 3）质点的平均速度（ 4）质点的平均速率【答案】（ 1） 0.942m （ 2） 0.283m
9、，方向由A 点指向 B 点（ 3） 0.142m/s ，方向是由 A 指向 B （ 4） 0.471m/s【解析】【详解】（1） 20cm0.2m，质点的路程为质点绕3 圆周的轨迹长度，4则 l32 r32 3.14 0.2m 0.942m 44（2）质点的位移是由A点指向 B 点的有向线段，位移大小为线段AB 的长度，由图中 | 几何关系可知：xr 2r 22r0.283m ，位移方向由A 点指向 B 点（3）根据平均速度定义得：x0.283m/s0.142m/st2平均速度方向是由A 指向 B .（4）质点的平均速率为l 0.942 m/s 0.471m/st27 如图所示，今有一底面直径
10、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 sAB10252cm 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
11、度，由勾股定理可知xAB102102 cm14.1m 。8 如图为某物体做直线运动的v-t 图象试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向【答案】 0-1s 内， a1 4 m/s2 ，方向与速度方向相同； 1-3s内，a22 2 m/s ，方向与速度方向相反 ；3-4s 内加速度 a3 2 m/s 2，方向与速度方向相同 【解析】【详解】在 01s 内，物体做匀加速直线运动，其加速度为 a1v1404m / s2 ，方向与速度t11方向相同 ；1s3s 内，物体做匀减速直线运动，其加速度为 a2v2202m / s2 ，方向与速t21度方向相反 ；3s4s 内，物体做匀加
12、速直线运动，其加速度为 a3v3042m / s2，方向与速度t32方向相同9 从高出地面2 m 的位置竖直向上抛出一个球，它上升4 m 后回落，最后小球到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为坐标原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写下表：【答案】【解析】【分析】物体位移可以用从初位置到末位置的有向线段表示，线段的长度表示位移大小，线段方向表示位移方向，根据图示分析答题；【详解】由题意，根据图示可知，物体的位置坐标与位移如下表所示：【点睛】本题考查了求物体的位置坐标、求物体的位移，知道位移的概念、分析清楚图示情景与物体运动过程即可正确解题 。10 甲骑车以 10 千米每小时由西向东做匀速直线
13、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52 km.2【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 =x2y2 ；代入后可得 s(10t
14、)2(5 10t )25 8t 24t1 ，则当 t241 h15min 时 s 最小，8452km .（即此时为上午九点十五分），距离的最小值为smin211 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/s 2 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=2000.05=10m/s12 计算下列物体的加速度：(1)在高速公路上汽车做匀加速运动,经 2min 速度从 36 km/h. 提高到 144 km/h.(2)沿光滑水平地面以12m/s 运动的小球 ,撞墙后以8m/s 速度大小反弹回来,与墙壁接触时间为 0.2s.【答案】 0.25 m【解析】【详解】;100 m, 方向与原运动方向相反（ 1） 36km/h=10m/s ，144km/h=40m/s ，根据加速度的定义式（2）根据加速度的定义式度方向相反【点睛】，负号表示方向与原速解决本题的关键知道速度方向可能与初速度方向相同，可能与初速度方向相反，以及掌握加速度的定义式
