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类型高中物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析.docx

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:11746227
  • 上传时间:2020-12-29
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    高中物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析.docx
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    1、高中物理机械运动及其描述常见题型及答题技巧及练习题( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 如图所示,实心长方体木块ABCD ABCD 的长、宽、高分别为a、 b 、 c,且a b c.有一小虫自 A 点运动到 C 点,求:12小虫的位移大小;小虫的最小路程1) xa2b2c2( 2) sa22【答案】(b c【 解 析 】 1 质 点 从 A 运 动 到 C 的 位 移 大 小 等 于 A 、 C 连 线 的 长 度 , 为x AC 2a2b2c2AC CC 22 由于 abc ,所以将矩形BCC B 转至与前表面在同一平面,A、 C 连线的长度为从 A 运动到 C

    2、的最短路程,即 sa2(b c)2;答:1 小虫的位移大小为a2b2c2 ;2 小虫的最小路程为a2(bc)2点睛:位移的大小等于首末位置的距离,路程等于运动轨迹的长度,当两点之间沿直线距离最短,路程最短在计算位移时,注意将立体转成平面后再计算.这种解题的思维方法,在以后的题目中用得不多,但将立体图形展开求解最短路程的方法却可以开拓视野,提高能力2足球运动员在罚点球时,球由静止被踢出时的速度为30m/s ,在空中运动可看做匀速直线运动,设脚与球作用时间为0 15s,球又在空中飞行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

    3、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。3 如图所示是一辆汽车做直线运动的x t 图象( 1)求 OA

    4、和 CD段汽车运动的速度( 2)求前 3 小时的平均速率和 4 小时内的平均速度【答案】 (1) 15km/h ; -30km/h ( 2)10km/h ; 0【解析】【分析】【详解】(1) x-t 图像的斜率表示运动的速度,故OA 段的速度为 vOA15 km / h 15km / h1CD 段的速度为 vCD0 30 km / h30km / h1(2)由图可知,前三小时内的位移为30km,所以平均速率x30v110km / ht34 小时内的位移为0,所以 4 小时内的平均速度为 04 有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500 g g10m / s2,以警醒世人,

    5、意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值.试问:1 一辆以 72km / h 的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车上,设大货车没有被撞动,汽车与大货车的碰撞时间为2.0 10 3 s ,汽车驾驶员是否有生命危险?2 若汽车内装有安全气囊,缓冲时间为1 10 2 s ,汽车驾驶员是否有生命危险?【答案】 (1)有生命危险( 2)无生命危险【解析】试题分析:选汽车运动的方向为正方向(1)汽车的加速度: a 0v02.0203 m / s2104 m / s2t10因加速度大小为 104 m / s250

    6、0g ,所以驾驶员有生命危险(2)在装有气囊的情况下汽车的加速度 a 0 v0120 2m / s2 2000?m / s2t 10因加速度大小为 2000m / s2500g所以驾驶员无生命危险考点:匀变速直线运动速度与时间的关系点评:速度变化相同,安全气囊可以延长碰撞时间,从而可以减小碰撞是的加速度5 一个篮球从高h1 3.05 m 的篮筐上由静止开始下落,经t1 1.95 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

    7、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 / s1.56 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

    8、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6 一辆汽车沿平直的公路单向行驶,从A 处行驶到 B 处用了 60s, A、 B 两地相距900m;在 B 处停留 30s 后沿原路返回,用了45s 到达 A、 B 的中点 C 处问:( 1)这辆汽车前 60s 内的平均速度是多少?( 2)这辆汽车从 A 处到 C 处的平均速率是多少?【答案】 (1) 15m / s( 2) 10m / s【解析】【分析】此题关键是知道平均速度等于位移与时间的比值,平均速率为路程与时间的比值 ,抓住定义即可解答 .【详解】(1)前 60s 的平均速度为: vx 900 m /

    9、s15m / st60xx900 450 m / s10m / s(2)汽车从 A 处到 C 处的平均速率为:v2tt0t 60 30 457.如图所示,一个篮球从高h1=3.05m 的篮筐上由静止开始下落,经t 1=1.95s 落到水平地面上,速度为v1=7.8m/s ,然后以v2=- 4.9m/s 反弹,经 t =0.5s 达到最高点, h2 =1.23m已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s,求:(1)篮球在空中下落和上升两过程的加速度大小和方向;(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向;(3)篮球在空中下落过程的平均速度;(4)篮球从开始下落到原弹至最高点过程的平均速度【答案】 (1)

    10、 下落过程: 4m/s 2,方向竖直向下;上升过程:9.8m/s 2,方向竖直向下;(2) a 80m/s 2 ;表示方向竖直向上(3) v 1.56m/s 方向竖直向下(4) v 0.66m/s ,方向竖直向下【解析】【分析】【详解】(1)由av可知:t下落过程的加速度:a1v17.8 m/ s24m/s2t11.95竖直向下;上升过程的加速度:a2v24.9 m/s29.8m/s2t20.5竖直向下;(2) 与地面碰撞过程中a4.9 19.1 m/s280m/s 20.3方向竖直向上;(3) 下落过程的平均速度v 3.05 m/s 1.56m/s1.95方向竖直向下;(4) 全程的位移x=

    11、3.05 m -1.23 m =1.82m ;全程的时间t=1.95 s +0.5 s +0.3 s =2.75s则平均速度v 1.82 m/s 0.66m/s2.75方向竖直向下8 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=3m/s

    12、 的速度匀速上升t 2=10s;以 a2 的加速度减速上升t3=3s,最后静止(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9 如图所示,物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入水平面(设经过 B 点前后速度大小不变),最后停在C 点每隔0.2 秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据(可以认为在斜面上是初速为零的匀加速运动,

    13、在水平面上是匀减速运动,重力加速度g=10m/s 2)求:( 1)在斜面上的加速度大小( 2)物体在水平面上加速度大小( 3) t=0.6s 时的瞬时速度 v【答案】 (1)(2)( 3)【解析】【详解】(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度大小为:(2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为:(3)设物体在斜面上到达B 点时的时间为 t B,则物体到达B 时的速度为: vB=a1 tB 由图表可知当t=1.2s 时,速度 v=1.1m/s ,此时有: v=vB2B- a (t - t )联立代入数据得:tB=0.5s, vB=2.5m/s所以当t=0.6s时

    14、物体已经在水平面上减速了0.1sv=2.5-0.1 2=2.3m/s.,速度为【点睛】本题考查一个物体参与多个过程的情况,对于这类问题要弄清各个过程的运动形式,然后根据相应公式求解 .10 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

    15、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 )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 如图所示,两列长度均为L0 的快车和慢车沿着同一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

    16、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,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L10 L ,由二车运动时间相等,有L0L1L0,解

    17、得10对快车通过轨道 AB 的过程,由二车运动时间相等,有v2vL LL2L0L2L02010202vv,解得 L 3L ,即 L 至少应为 L , L至少应为 3L 【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12 某同学用电磁打点计时器研究手拉纸带的运动情况,得到的纸带如图所示,他在纸带上找出连续的6 个点,分别标记上A、 B、C、 D、 E、 F,并用直尺量出两个相邻点间的距离x1、x2、 x3、 x4、 x5,数据见下表(电磁打点计时器使用50 Hz 低压交流电源)x1/cm3.75x2/cm4.50x3/cm5.12x4/cm4.65x5/cm4.12(1)根据这些数据,运用你学过的知识,求出纸带在A、 E 段运动时的平均速度(2)求出打 B 点时纸带运动的瞬时速度的最合理值【答案】 (1)2.25 m/s(2)2.06 m/s【解析】【分析】根据 vx 计算纸带在 AE 段运动时的平均速度,由纸带运动情况可知纸带做变速运动,t则打 B 点时纸带的瞬时速度最接近于AC 段的平均速度 ;【详解】xx1 x2 x3x4解:( 1)根据 v4Tt代入解得 v2.25m / s(2)由纸带运动情况可知纸带做变速运动,则打B 点时纸带的瞬时速度最接近于AC 段的x1x2平均速度 vB2T代入解得 vB2.06m / s

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