1、【物理】高考物理机械运动及其描述专题训练答案及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 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
2、全程通过的时间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 如图所示 ，在运动场的一条直线跑道上 ，每隔 5 m 远放置一个空瓶 ，运动员在进行折返跑训练时 ，从中间某一瓶子处出发 ，跑向出发点右侧最近的空瓶 ，将其扳倒后返回并扳倒出发点处的瓶子，之后再反向跑回并扳倒前面最近处的瓶子，这样 ，每扳倒一个瓶子后跑动方向就反方向改变一次，当他扳倒第6 个空瓶时 ，他跑过的路程是多大？位移是多
3、大？在这段时间内 ，人一共几次经过出发点?【答案】 80 m；10 m ；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,扳倒空瓶后再跑向位置b,依次进行下去,当他扳倒第6 个空瓶时应在位置d 处 ,因此可求出运动员跑过的总路程和位移.由以上分析得路程 s0 =2s1+s2+s3+s4+s5=(2 5+10+15+20+25) m=80 m位移大小s=Od =10 m往返过程中共经过出发点O 处 4 次 (不包括从出发点开始时).3 一支队伍沿平直的公路匀速前进，其速度的大小为v1，队伍全长为L一个通讯兵从队尾以速度 v
4、2(v2v1 )赶到队前然后立即原速返回队尾，求这个过程中通信兵通过的路程和位移【答案】 (1)2v22 L2v1v2 Lv2v2(2) v22v1221【解析】【详解】本题如果以地面为参考系分析较为复杂，可以以行进的队伍为参考系在通讯兵从队尾向队前前进的过程中，通讯兵相对于队伍的速度为v2-v1；在从队前返回队尾的过程中，通讯兵相对于队伍的速度为v2+v1 通讯兵两次相对于队伍的位移均为L，设运动的时间分别为t 1、 t 2，则有： t1L， t2Lv2v1v1v2通讯兵通过的路程为两段路程的和，即有：s=v21 22t +v t将上面的关系式代入得：s（LL）2v22 L；v2v1v1v2
5、v2 2v12v2整个过程中，通讯兵通过的位移大小等于队伍前进的距离，即有：（LL）2v1v2 Ls v1v2v1 v1v2v2 2v12 ；【点睛】本题考查位移和路程的计算，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4 某一长直的赛道上，有一辆 F1 赛车，前方 200m处有一安全车正以 10m/s 的速度匀速前进，这时赛车由静止出发以 2m/s2 的加速度追赶安全车，求：（ 1）赛车出发 3s 末的瞬时速度大小；（ 2）赛车追上安全车之前与安全车相距的最远距离；（ 3）当赛车追上安全车时，赛车的速度大小【答案】（ 1） 6m/
6、s（ 2） 225m（ 3） 40m/s【解析】试题分析：（ 1）赛车出发3s 末的瞬时速度大小v1=at 1=2 3m/s=6m/s（2）当赛车的速度与安全车的速度相等时，相距最远，速度相等经历的时间t2 v 10 s5s ，此时赛车的位移x1 v2 100 m25ma 22a4安全车的位移 x2=vt 2=105m=50m，则相距的最远距离x=x2+200-x 1=50+200-25m=225m（3）设经过 t 3 时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：1 at32 200 vt32代入数据解得t 3=20s此时赛车的速度v3=at 3=40m/s考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题
7、考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解，知道速度相等时相距最远。5（题文）如图所示为一升降机竖直向上运动时速度随时间变化的图线详细描述升降机的运动情况升降机上升的总高度；画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线【答案】（ 1）见解析（ 2）（ 3）【解析】【分析】根据速度时间图象的形状，就可分析升降机的运动情况速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，升降机上升的总高度等于图中梯形面积的大小图线的斜率表示加速度，求出加速度，再画出图象【详解】以升降机竖直向上运动方向为正方向：升降机以加速度，匀加速上升；：升降机以速度，匀速上升；：升降机以加速度，匀减速上升由图象可
8、得：升降机上升的高度在数值上等于图象与坐标轴围成的面积，即：画出升降机在10s 内加速度随时间变化的图线如图【点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移6 一质点由位置A 向北运动了6m 用时 3s 到达 B 点，然后达 C 点，再由C向南运动了1m 用时 1s 到达 D 点（质点在B 点向东运动了 5m B 点、 C 点没有停顿）用时1s 到（1）在图中，作图表示出质点由A 到 D 整个运
9、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：v1ABBCCD6 51 m2.4 mt1t2t33 11 ss ；(4) 平均速度大小为：v2x52m2 mt1t2 t3311ss7 如图为某物体做直线运动的 v-t 图象
10、试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向【答案】 0-1s 内， a1 4 m/s2 ，方向与速度方向相同； 1-3s 内， a22 2 m/s ，方向与速度方向相反 ；3-4s 内加速度 a3 2 m/s 2，方向与速度方向相同 【解析】【详解】在 01s 内，物体做匀加速直线运动，其加速度为 a1v1404m / s2，方向与速度t11方向相同 ；1s3s 内，物体做匀减速直线运动，其加速度为 a2v2202m / s2，方向与速t21度方向相反 ；3s4s 内，物体做匀加速直线运动，其加速度为 a3v3042m / s2，方向与速度t32方向相同8 一个篮球从高h1
11、 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
12、.3（3）下落过程的平均速度 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 一辆汽车沿直线公路以速度v1 行驶了 的路程，接着以速度 v2=20km/h 跑完了其余的的路程，如果汽车全程的平均速度v=27km/h ，则 v1 的值为多少 km/h ？【答案】 90km/h【解析】设全程为s，前路程的速度为v1
13、前 路程所用时间为后 路程所用时间为全程平均速度， t=t 1+t2解得： v1=90km/h 【点睛 】此题考查的是平均速度计算公式的应用，需要清楚的是：平均速度等于总路程除以总时间，不等于速度的平均 .10 一个质点以某一恒定加速度沿直线从A 点加速运动到 B 点 ,在 A 点时速度为3 m/s, 到 B点时速度变为 12 m/s, 此过程历时6 s;到 B 点后又以另一恒定加速度沿直线减速运动到C 点并停下来 ,此过程历时 6 s.求 :(1)从 A 点到 B 点过程中加速度的大小 ;(2)从 B 点到 C点过程中的加速度.【答案】（ 1） 1.5m / s2（ 2） 2m / s2方向
14、由 C 到 B【解析】试题分析：根据加速度定义式求出A 到 B 和 B 到 C 点过程中的加速度 （1）根据加速度定义式可得A 到 B 过程中的加速度为：av 12 3 m / s21.5m / s2 ，方向与初速度方向一致t 6（ 2）根据加速度定义式可得 B 到 C 过程中的加速度为：av0 12 m / s22m / s2 ，方向与初速度方向相反 t6点睛 ：本题主要考查了加速度的基本计算，属于基础题11 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，
15、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，可以忽略运动员的大小和形状，可以看成质点12 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52km.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 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 24t 1 ，则当 t241 h15min 时 s 最小，84（即此时为上午九点十五分），距离的最小值为smin52 km .2
