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高中物理机械运动及其描述的技巧及练习题及练习题(含答案).docx

上传人:HR专家 文档编号:11746229 上传时间:2020-12-29 格式:DOCX 页数:14 大小:92.85KB
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1、高中物理机械运动及其描述的技巧及练习题及练习题( 含答案 )一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 某十字路口的监控录像显示,一辆汽车在马路上行驶,t0时,汽车在十字路口中心的左侧 20m 处;过了 2s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30m 处如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x 轴的正方向(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入表中.观测过 2s再过 3st 0 时时刻位置x x x 123坐标(2)说出前 2s 内、后 3s 内汽车的位移分别为多少?这5s 内的位移又是多少?【答案】 (1) 20m; 0; 3

2、0m( 2) 20m; 30m ;50m【解析】【详解】(1)把马路抽象为坐标轴,因为向右为x 轴的正方向所以,在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,原点右侧的点的坐标为正值,即x120m , x20, x330m ;(2)前 2s 内的位移x1x2x1 020m20m ;后 3s 内的位移x2x3x230m0 30m ;这 5s 内的位移xx3x130m20m50m ;上述位移 x1 、 x2 和x 都是矢量,大小分别为20m 、30m 和 50m,方向都向右,即与 x轴正方向相同2 如图为某高速公路出口的ETC通道示意图汽车驶入ETC通道,到达O 点的速度大小为 30m / s ,此时开始刹

3、车做减速运动(可视为匀减速),OM 长度为 144m ,到 M 时速度减至 6m / s ,并以此速度匀速通过MN 区 MN 长度为 36m ,视汽车为质点,求:( 1)汽车匀减速运动过程中的加速度大小;( 2)汽车从 O 运动到 N 过程中的平均速度大小【答案】 (1) a3m / s2( 2) v90 m / s7【解析】【详解】(1)根据 v02v22ax 可得a 3m / s2v0v(2)汽车经过 OM 段的时间: t18sa汽车经过 MN 段的时间: t 2x6svx总90 m / s汽车从 O 运动到 N 过程中的平均速度大小: vt1 t273 在运动场的一条直线跑道上,每隔5m

4、放置一个空瓶子,运动员在进行折返跑训练时,从中间某一瓶子处出发,跑向最近的空瓶,将其扳倒后返回,再扳倒出发点处的瓶子,之后再折返跑到最近的空瓶,将其扳倒后返回,依此下去,当他扳倒第6 个空瓶时,他经过的路程是多大?位移是多大?从中间某一瓶子处出发后,他再经过出发点几次?【答案】路程80m ;位移 10m;再经过出发点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,据此可求出运动员的总路程和位移由以上分析得路程,代入数据后得到位移大小;往返过程中共经

5、过出发点O 处 5 次(不包括出发点)4 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【答案】(1)22222xabc( ) sab c2【 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 的最短路程,即 sa2(bc)2;答:1 小虫的位移大小为222abc ;2小

6、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5 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

7、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 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

8、】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.6 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,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

9、.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0v020242(1)汽车的加速度: at2.010 3m / s 10m / s因加速度大小为 104 m / s2500g ,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 v0202 m / s2 2000?m / s2t 110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

10、以延长碰撞时间,从而可以减小碰撞是的加速度7 为测滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0cm 的遮光板,滑块匀加速先后通过两个光电门,遮光时间分别为t1 0.30s , t20.10s ,滑块经两光电门的时间间隔为t 2.0s 求:( 1)滑块的加速度多大?( 2)两光电门间距离为多少?【答案】 (1) 0.1m / s2(2)0.4m【解析】【分析】【详解】( 1)根据题意,遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动,则遮光板通过第一个光电门的速度: v1=d/ t 1遮光板通过第二个光电门的速度:v2=d/ t 2故滑块的加速度a= v/ t=0.1m/ s2(2)滑块在两光电门间的

11、平均速度:v1v20.10 0.30v20.20 m / s2两光电门间距离 : x vt 0.20 20.40m8 一篮球从高 h1=3.05m 高处由静止开始下落,经t 1=1s 落到地面速度为 v1 =9m/s ,篮球与地面碰撞的时间为t=0.2s,然后以 v2=-5m/s 速度反弹,经 t 2=0.5s 达到最高点 h2 =1.35m处,求 :( 1)篮球在空中下落的平均速度大小和方向( 2)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向( 3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度大小和方向【答案】 (1) 3.05m / s 方向为竖直向下(2) 70 m / s2方向竖直向上( 3)

12、 1m / s 方向为竖直向下【解析】【分析】x根据平均速度公式可知v,注意求解全过程平均速度时应该是全过程的位移与总时间t的比值;根据加速度公式求解加速度,注意各矢量的方向性的问题;【详解】(1)根据平均速度公式可知篮球在空中下落的平均速度为:h13.05m / s 3.05 m / s ,方向为竖直向下;v11t1(2)以初速度 v1 为正方向,即 v19m / s , v25m / s , t0.2s根据加速度定义式可以得到:av v2v15m / s 9m / s70 m / s2 ,即加速度tt0.2s大小为 70m / s2 ,方向竖直向上;(3)根据平均速度公式可知全程平均速度为

13、:h1h23.05m1.35m1m / s ,方向为竖直向下v2t t21s 0.2s 0.5st1 +【点睛】本题考查加速度及平均速度公式,要注意明确各矢量的方向,平均速度等于位移与时间的比值,对于全过程的平均速度等于总位移与总时间的比值,总时间包括与地面的碰撞的时间,这是本题需要注意的地方9 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【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

14、 ,av1v03m / s2 ,即减速时的加速度大小为3 m/s2 ,方向与初速t10 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

15、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= s1400 m/s20m/s ;t70全程的总位移 x500m ;故平均速度 :v2 = x500 m/s7.1m/st7

16、0负号说明平均速度的方向向西。11 小球从 5m 高处落下,被水平地面弹回,在离地面2m 高处被人接住,则整个过程中小球的位移是多少?路程呢?【答案】 3m; 7m【解析】【详解】小球从 5m 高处落下,被水平地面弹回,在离地面 2m 高处被人接住,则整个过程中小球的位移是x=5m-2m=3m路程是s=5m+2m=7m12 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

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