1、高中物理机械运动及其描述技巧小结及练习题一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 做变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度是v14m / s，后一半时间的平均速度是 v28m / s，则全程的平均速度是多少？若全程的平均速度v 3.75m / s ，前一半位移的平均速度v1 3m / s ，求这个物体后一半位移的平均速度是多少？【答案】 6m/s， 5m/s【解析】【详解】（1）令全程时间为2t，则根据平均速度关系有全程位移为s v1t v2t全程的平均速度 vsv1tv2 t .v1 v24 8 m / s6m / s2t2t22ss（2）令全程位移为2s，则根据平均速度关系有全程通过
2、的时间tv1v2v2s2s2v1v2tssv1v2所以全程的平均速度v1v2代入数据： 2 3v23.75v23解得： v2 5m/ s点睛：解决本题的关键是根据给出的平均速度分别求出全程运动的位移和时间表达式，再根据平均速度公式求解掌握规律是正确解题的关键2 李小华所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向北走80 m ，再向东走60 m 就到了他所在的教室（1）请你画出教室的位置(以校门口为坐标原点，制定并画出适当的标度)；（2）求从校门口到教室的位移3(已知 tan 37 = )4【答案】 （1）（ 2）从校门口到教室的位移大小为100 m，方向北偏东 37.【解析】【分析】【详解】（
3、 1）根据题意，建立直角坐标系， x 轴正方向表示东， y 轴正方向表示北，则教室位置如图所示：（2）从校门口到教室的位移x802602 m=100m设位移方向与正北方向的夹角为，则603tan37804即位移的方向为北偏东373 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【
4、答案】 （1） a3m / s2 （ 2） v90 m / s7【解析】【详解】（1）根据 v02v22ax 可得a 3m / s2（2）汽车经过 OM 段的时间： t1v0 v8sax6s汽车经过 MN 段的时间： t 2v汽车从 O 运动到 N 过程中的平均速度大小：x总90vm / st1 t274我国 ETC联网正式启动运行， ETC是电子不停车收费系统的简称汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示假设汽车以v0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶，如果过 ETC通道，需要在收费线中心线前10m 处正好匀减速至 v=5m/s ，匀速通过中心线后，再匀加速至 v0 正常行驶；如
5、果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s 缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0 正常行驶设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为 1m/s2 ，求：（ 1）汽车过 ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；（ 2）汽车过 ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少【答案】（ 1） 210m（ 2） 27s【解析】试题分析：（1）汽车过ETC通道：减速过程有：，解得加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：（2）汽车过ETC通道的减速过程有：得总时间为：汽车过人工收费通道有：， x2=225m所以二者的位移差为： =x2 x1=225m 210m=15m （ 1分）则有
6、：27s考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题5 计算下列物体的加速度：（以初速度方向为正方向）（1）一辆汽车以72km/h 的速度匀速运动，紧急刹车后经2s 停下来 .（2）高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶，经100s 速度从 36km/h增大到180km/h.（3）沿光滑水平地面以10m/s 的速度运动的小球，撞墙后以8m/s 的速度反弹，与墙壁接触时间为 0.1s.【答案】（ 1
7、）（ 2）（3）【解析】【分析】根据加速度的定义式，结合初末速度和时间求出加速度；【详解】（1）规定初速度的方向为正方向，则汽车的加速度为：；（2）规定初速度的方向为正方向，则列车的加速度为：；（3）规定初速度的方向为正方向，则小球的加速度为：。【点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意的矢量性。6 一质点由位置A 向北运动了6m用时3s 到达B 点，然后B 点向东运动了5m用时1s 到达 C 点，再由C向南运动了1m 用时1s 到达D 点（质点在B 点、 C 点没有停顿）（1）在图中，作图表示出质点由A 到 D 整个运动过程的总位移（ 2）求整个运动过程的总位移大小和方向（ 3）求整个运
8、动过程的平均速率（ 4）求整个运动过程的平均速度大小【答案】 （1）（ 2）位移大小 52m 方向东偏北 45o（ 3） 2.4m/s （ 4） 2m / s【解析】【分析】【详解】(1)由位移的方向可知，由起点指向终点的有向线段，如图：(2) 位移大小为：x( ABCD )2BC 2(61)252 m5 2m ，方向东偏北450；(3) 平均速率为：v1AB BC CD 6 51 m2.4 m；t1 t2 t33 11 ss(4) 平均速度大小为：v2x5 2m2 mt1t2 t33 1 1ss7 一篮球从高 h1=3.05m 高处由静止开始下落，经1=1s 落到地面速度为1tv =9m/s
9、 ，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） 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
10、篮球在空中下落的平均速度为：v1h13.05 m / s 3.05 m / s ，方向为竖直向下；t11（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：v2h1h23.05m1.35m1m / s ，方向为竖直向下t1 +t t21s 0.2s 0.5s【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
11、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8 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 ，av1v03m / s2 ，即减速时的加速度大小为3 m/s2 ，方向与初速t9 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
12、 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 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
13、，明确已知哪些物理量，让求哪些物理量，基础题10 如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、 1、 2、 3、 4、 5、 6 是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0 的距离如图所示求出打1、2、 3、 4、 5 等计数点时的瞬时速度(计算结果保留两位有效数字)【答案】 0.20 m/s 0.40 m/s 0.61 m/s0.69 m/s0.70 m/s【解析】由于相邻两计数点之间还有四个点未画出，所以图中相邻两个计数点之间的时间为 0.1s ，根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度为v10.039 m / s 0.20m / s20.1v2
14、0.090.010.40 m / s2m / s0.1v 0.1610.039 m / s0.61m / s20.1v40.2280.09 m / s0.69 m / s20.1v50.3010.161 m / s 0.70m / s 。20.1点睛：要提高 用匀 速直 的 律以及推 解答 的能力，在平 中要加 基 知 的理解与 用。11 每天 ,当太阳从非洲大 的地平 上升起 ,整个草原又 呈 出一片勃勃生机:游弋、 食、 、逃避生的希望 是在死的阴霾下升起所示 , 豹追捕 物 ,在起跑之后3 s 就能达到100 km/h最高速度只能 持100 m 的路程。 求 :,任 光流 、周而复始。如
15、 的速度 ,只不 豹的耐力有限,以(1) 豹起跑之后加速 程中的平均加速度有多大;(2) 豹以最高速度跑完100 m的路程所用的 。【答案】（ 1）（ 2） 3.6s【解析】【 解】由 意可知， 可知 豹起跑之后加速 程中的平均加速度的大小为(2) 豹以最高速度跑完 100m 的路程所用的 ：故本 答案是：（1）（2） 3.6s【点睛】利用加速度的概念可以求出加速度的 ，再利用匀速运 的特征可以求出 豹匀速运 中的 。12 某同学用 磁打点 器研究手拉 的运 情况，得到的 如 所示，他在 上找出 的6 个点，分 上A、 B、C、 D、 E、 F，并用直尺量出两个相 点 的距离x1、x2、 x3
16、、 x4、 x5，数据 下表( 磁打点 器使用50 Hz 低 交流 源)x1/cmx2/cmx3/cmx4/cmx5/cm3.754.505.124.654.12(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
