1、高中物理机械运动及其描述技巧( 很有用 ) 及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1如图，光滑的水平面上放置质量均为m=2kg 的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）甲车上带有一半径 R=1m 的的圆弧轨道，其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接，乙车上表面水平，动摩擦因数1/4 光滑= ，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m0=1kg 的小滑块P（可看做质点）从圆弧顶端 A 点由静止释放，经过乙车左端点（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块求：B 后将弹簧压缩到乙车上的C 点，此时弹簧最短P 弹回，已知B、 C 间的长度为L=1
2、5m，（1）滑块 P 滑上乙车前瞬间甲车的速度v 的大小；（ 2）弹簧的最大弹性势能 EPm；（ 3）计算说明滑块最终能否从乙车左端滑出，若能滑出，则求出滑出时滑块的速度大小；若不能滑出，则求出滑块停在车上的位置距C 点的距离【答案】（ 1） 1m/s （2） 10 J （ 3）不能滑出， 1m3【解析】试题分析：（ 1）滑块下滑过程中水平方向动量守恒，机械能守恒：解得：，（2）滑块滑上乙车后，由动量守恒定律得：由能量守恒定律有：解得：（3）设滑块没有滑出，共同速度为，由动量守恒可知由能量守恒定律有：解得： L，所以不能滑出，停在车上的位置距C 点的距离为1m考点：动量守恒定律；能量守恒定律【
3、名师点睛】此题考查了动量守恒定律及能量守恒定律的应用；正确分析物体的运动过程，把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键，也是应培养的基本能力本题解题务必要注意速度的方向2 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
4、在雨天安全行驶的最大速度【答案】（【解析】1） 5m/s2（2） 18m/s试题分析：（ 1）根据 x1v0t0v22a1则： 12030230 12a1解得： a1=5m/s2（2）1mg ma12ma21 mg5a22 a122m/s5x2v2t 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3 在平直公路上，汽车以2m/s2 的加速度加速行驶了6s，驶过了48m，求：（ 1）汽车在 6s 内的平均速度大小；（ 2）汽车开始加速时的速度大小；（3）过了 48m处之后接
5、着若以1m/s2 大小的加速度刹车，则刹车后汽车在6s 内前进的距离【答案】（ 1） 8 m/s；（ 2）v2 m/s ；（ 3） 66m【解析】试题分析：（ 1）平均速度为： vx 48 m / s8m / st6（2）根据位移时间公式可得：x v0 t+ 1 at 22x14812 6m / s 2m / s得： v0at62t2（ 3）加速 6s 后的速度为： v=v 0+at=2+26m/s=14m/s减速到零所需时间为：t v 14 sa减速 6s 通过的位移为： x vt -1 a t 2146 -1 162 m=66m22考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查匀变速直线运
6、动基本公式的应用，在减速运动过程中明确减速到零的时间，难度不大。4 如图所示是一辆汽车做直线运动的x t 图象（ 1）求 OA 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
7、小时内的平均速度为 05 如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，这个系统由A、 B 两个小盒组成，A 盒装有红外线发射器和超声波发射器，B 盒装有红外线接收器和超声波接收器A 盒固定在向右运动的小车上，B 盒固定在滑轨上测量时A 向B 同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲， B 盒接收到红外线脉冲时，开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为 t1，空气中的声速为 v0（红外线的传播时间可以忽略）求：（1） A 与 B 之间的距离为多少？（2）经过短暂的t 时间后，进行第二次测量，此次的时间差为t ，则小车向右运动的速2度为多少？【答案】 （1） x1v0t1（ 2） vv0
8、(t2t1)t【解析】【分析】【详解】（1） A、 B 间的距离为 x1v0t1（2）同理可知：进行第二次测量时，A、 B 间的距离为 x2 v0t2根据速度的定义可得：小车运动的平均速度为x2 x1vtv0 (t2t1 )解得： vt因为 t很短，所以小车的速度为 vv0 (t2t1 )t6 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
9、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 0v0203 m / s2104 m / s2t2.010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
10、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7 某人从A点出发，先以4m/s的速度向东走了20sB点，接着以2m/s的速度向北，到达又走了 30s，到达 C 点，求此人在这50s 内的平均速率和平均速度的大小【答案】平均速度为2m/s ；平均速率为【解析】【详解】由题意可知，此人在 50 内的路程为：此人在 50 内的位移大小为：2.8m/s，则平均速率为：，平均速度的大小：【点睛】位移等于首末位移的距离，由几何关系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移与时间的比值平均速率等于路程与时间的比值8 一个篮球从高h11 1.95 s 落到水平
11、地面上，速 3.05 m 的篮筐上由静止开始下落，经t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 v14.9 19.1 m / s280m / s2，方向竖直向上；t0.3（3）下落过程的平均速
12、度 vx3.05tm / s 1.56 m / s ；1.95（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9 如图所示，一根长0.8 m 的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A 向下滑动，向下为正方向，OB 间的距离为0.2 m(1)取杆的下端 O 为坐标原点，图中A、 B 两点的坐标各是多少？环从A 到 B 的过程中，位置变化了多少？(2)取 A
13、端为坐标原点， A、 B 点的坐标又是多少？环从A 到 B 的过程中位置变化了多少？(3)由以上两问可以看出，坐标原点的不同对位置坐标有影响还是对位置变化有影响？【答案】 (1) 0.8 m 0.2 m 0.6 m(2)0 0.6 m 0.6 m(3)对位置坐标有影响，对位置变化无影响【解析】（1）取下端 O 为原点，则 A 点坐标为：0.8m ， B 点坐标为0.2m；位置变化量为：xAB0.2m （0.8m） 0.6m ；（2）取 A 端为原点，则A 点坐标为0；B 点坐标为：0.8m0.2m0.6m ，坐标的变化量为0.6m ；（ 3）由以上结果可知，坐标原点的不同位置对位置变化没有影响
14、；点睛：根据坐标轴的原点的不同，可以确定物体位置的坐标；再由坐标的变化可确定出位置变化量 10 如图所示表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆讨论并回答下列几个问题。（ 1）教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？（ 2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？（ 3）测量其所跳高度时，能否看成质点【答案】（ 1）不能（ 2）能（ 3）能【解析】【详解】（ 1）不能，纠正动作不能忽略运动员的形状大小和形状，因此不能看成质点（ 2）能，分析运动员的助跑速度时，运动员的大小和形状对分析问题影响很小，可以看成质点（ 3）能，分析运动员的所跳高度时，可以忽略运动员的
15、大小和形状，可以看成质点11 甲、乙两辆汽车相距600m，并分别以10m/s 和 20m/s 的速度在一条平直公路上相向行 驶，在两汽车间有一只小鸟以20m/s 的速率往返飞翔，这只小鸟从汽车甲前端开始，飞向汽车乙，遇到汽车乙前端时又立即掉头飞向汽车甲，如此往返飞行，直到两汽车相遇，求：(1)这只小鸟飞行的路程；(2)这只小鸟飞行的平均速度【答案】 (1)400m (2)10m/s【解析】【分析】【详解】（1）设两车相距d600m ， v110m/s ，v220m/s ，相遇时间为t ，则两车相距为：dv1tv2t这只小鸟飞行的路程为：s v3t联立，代入数据可以得到：s 400m ；（ 2）小鸟飞行的位移等于甲车前进的位移，即：x v1t则小鸟飞行的平均速度为： xv t代入数据整理可以得到：v10m/s 12 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/s
