1、最新高中物理机械运动及其描述试题经典一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 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【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：
2、t18sa汽车经过 MN 段的时间： t 2x6svx总90汽车从 O 运动到 N 过程中的平均速度大小： vm / st1 t272 用运动传感器可以测量运动物体的速度：如图所示，这个系统有一个不动的小盒子B工作时，小盒B 向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被B 盒接收 B 将信息输入计算机由计算机处理该信息，可得到被测物体的速度若B 盒每间隔1.5秒发出一个超声波脉冲，而每隔1.3 秒接收到一个超声波脉冲（ 1）试判断汽车远离小盒 B，还是靠近小盒 B？（ 2）试求汽车的速度是多少？【答案】（ 1）汽车靠近小盒B，（ 2） 22.7m/s【解析】（1）根据题意得：B 盒
3、每间隔1.5 秒发出一个超声波脉冲，而每隔1.3 秒接收到一个超声波脉冲， 1.5s 1.3s，时间变短，由 s=vt 知， s 变小 ，故汽车运动的物体运动方向是靠近小盒 B 盒(2)设第一次超声波发射至返回时间t1，测速仪第一次发出超声波时，经过了t 1 到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了t 1 的时间；汽车距测速仪：s1v声 t1测速仪第二次发出超声波时，经过了t2 到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了 t2 的时间；汽车距测速仪：s2v声 t 2因此汽车在两次与信号相遇的过程中，行驶了：ss2s1汽车行驶了s 共用了时间 tt1 t2t则有 2t1t=1.5s
4、 ， 2t 2t=1.3s汽车的速度vs22.7m / st3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
5、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某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt 图象，图象如图所示（除2s10s 时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）已知在小车运动的过程中， 2s14s 时间段内小车的功率保持不变，在14s 末通过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量
6、 m=2 0kg ，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取 g=10m/s 2求：（ 1） 14s18s 时间段小车的加速度大小 a；（ 2）小车匀速行驶阶段的功率P；（ 3）小车在 2s10s 内位移的大小 s2【答案】（ 1） 2 0m/s 2；（ 2） 32W；（ 3） 52m【解析】试题分析：（1）在 14s18s 时间段，由图象可得av14v18 （2 分）t代入数据得 a=2 0m/s 2（ 2 分）（2）在 14s18s，小车在阻力 f 作用下做匀减速运动，则f = ma（1 分）在 10s14s， 小车作匀速直线运动，牵引力F = f =4 0N （ 1 分）小车匀
7、速行驶阶段的功率P=Fv （1 分）代入数据得 P =32W（ 2 分）（3） 2s10s，根据动能定理得Pt fs2 1mv21mv22 （ 2 分）22其中 v=8m/s ， v2=4m/s解得 s2 = 52m （ 2 分）考点：动能定理、功率5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 1/4 光滑的圆弧轨道，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= ，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m =1kg 的小滑块 P（可看做质点）从圆0弧顶端 A 点
8、由静止释放，经过乙车左端点B 后将弹簧压缩到乙车上的C 点，此时弹簧最短（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块P 弹回，已知 B、 C 间的长度为 L=15m，求：（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：
9、（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【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6 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。（
10、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2【答案】（ 1） 5m/s （2） 18m/s试题分析：（ 1）根据 x1v0t0v2则： 12030 1解得： a1=5m/s22a13022a1（ 2） 1mg ma121 mgma25a22 a12m/s25x2v2t 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7 如图所示是一辆
11、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x3030km，所以平均速率 v110km / ht34 小时内的位移为0，所以 4 小时内的平均速度为08 汽车在平直的公路上以 10m / s 作匀速直线运动，发
12、现前面有情况而刹车，获得的加速度大小为 2m / s2 ，则：1 汽车经 3s 的速度大小是多少？2 经 5s、 10s 汽车的速度大小各是多少？【答案】 4；0；0；【解析】【分析】一定先算出刹车时间，作为一个隐含的已知量判断车是否已停下【详解】v010v3 0(1)刹车时间t5s ，则 3 s 末汽车还未停下，由速度公式得at 10a2 vm/s (2) 3 m/s 4 m/s(2)5 s 末、 10 s 末均大于刹车时间，汽车已经停下，则瞬时速度均为0【点睛】本题注意汽车减速运动问题要注意判断汽车减速到零所用的时间，减速到零后汽车就不再继续运动9 如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，
13、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 2，则小车向右运动的速度为多少？【答案】 （1） x1v0 (t2 t1)v0t1 （ 2） vt【解析】【分析】【详解】（1） A、 B 间的
14、距离为 x1 v0t1（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 x1vt解得：v0 (t2 t1 )vt因为tvv0 (t2t1 )很短，所以小车的速度为t10 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
15、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 / s15m / st60xx900 450 m / s10m / s（2）汽车从 A 处到 C 处的平均速率为：v2tt0t 60 30 4511 刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑不小心掉落江中.他立即在船舱板上作记号，对他的船友说： “这是我的剑掉落的地方 .“到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑 .这则寓言不但有讽刺意义，而且还包含一定的物理含义，从物理学选择参考系的角度回答下列问题：1 楚人找剑选择的参考系是什么？2
16、 请你为楚人提供一种找到这把剑的方法【答案】 （1）船（ 2）见解析【解析】【分析】运动和静止是相对的，判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的，否则是运动的【详解】（ 1）楚人记下的是剑相对船的下落位置；故是以船为参考系；（ 2）要想找到这把剑应以固定的物体为参考系才能准确得到其位置；故可有以下方法：记下剑掉落位置离岸上某标志的方向和距离，选择的参考系是河岸 ；在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻船速和航行时间，据些求出靠岸的船和剑落地点的距离选择的参考系是船【点睛】（ 1）判断一个物体的运动和静止，首先确定一个参
17、照物，再判断被研究的物体和参照物之间的位置是否变化（ 2）参照物的选择可以是运动的，也可以是静止的如果选定为参照物，这个物体就假定为不动12 一列长 50m 的队伍，以1.8m/s 的速度经过一座全长100m 的桥，当队伍的第一个人踏上桥到队尾最后一人离开桥时，总共需要的时间是多少？【答案】 83.3s【解析】试题分析：从队伍的第一个人踏上桥到队伍最后一个人离开桥，队伍一共行走的路程为x x队 x桥50m100m 150m根据速度公式：vs，t当队伍全部穿过大桥所需要的时间为tx100s v答：总共需要的时间是100s 考点：匀速直线运动【名师点睛】本题考查时间的计算，关键是速度公式及其变形的灵活运用，难点在于路程的确定当队伍全部通过大桥时，队伍经过的距离为队伍的长度与大桥长度之和，行进速度已知，根据速度公式的导出公式求所需的时间
