高考必备物理机械运动及其描述技巧全解及练习题(含答案)及解析.docx

高考必备物理机械运动及其描述技巧全解及练习题 ( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1． 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】（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θ，则603tan37804即位移的方向为北偏东 37．2． 某十字路口的监控录像显示，一辆汽车在马路上行驶， t＝0 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x2＝x3＝x1＝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； 30m（ 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．3． 一列士兵的队伍长 120m ，正以某一速度做匀速直线运动，因有紧急情况需要通知排头士兵，一名通讯员以不变的速率跑步从队尾赶到队头，又从队头返回队尾，在此过程中队伍前进了 288m ，求通讯员在这段往返时间内的路程 ？【答案】 432m【解析】试题分析 : 设通讯员的速度为 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 12，即：=+，整理上式得： 6v121 2+t-5vv -6v22=0 解上式得： v1=将上式等号两边同乘总时间t ，即 v1t=，v1t即为通讯员走过的路程s1 v2t即为队伍，前进距离 s2，则有： s1＝ s2＝ 432m ．考点： 相遇问题4． 如图为某物体做直线运动的 v-t 图象．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 0～1s 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 ；1s～3s 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 ；3s～4s 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．5． 计算物体在下列时间段内的加速度(1)一辆汽车从车站出发做匀加速直线运动 ,经 10 s 速度达到 108 km / h ；(2)以 40 m / s 的速度运动的汽车 ,从某时刻起开始刹车 ,经 8 s 停下；(3)沿光滑水平地面以 10 m / s 的速度运动的小球 ,撞墙后以原速度大小反弹,与墙壁接触时间为0.2 s .【答案】 （1） 3m/s 2，方向与初速度方向相同 （ 2） 5m/s2 ，方向与初速度方向相反（ 3） 100m/s 2，方向与初速度方向相反【解析】【分析】由题中已知条件，统一单位，规定正方向后，根据加速度公式，即可算出加速度 .取初速度的方向为正方向．【详解】（1）对汽车 v01＝ 0，vt1＝ 108 km/h ＝30 m/s ，t 1＝ 10 s，所以a1vt 1v0130 0m/s23m/s2t110方向与初速度方向相同．（2）对刹车后的汽车v02＝ 40 m/s ， vt2＝ 0， t 2＝ 8 s，所以a2vt 2v020 40 m/s25m/s 2t28负号表示方向与初速度方向相反．（ 3）对小球 v03＝ 10 m/s ， vt3＝ -10 m/s ， t3＝ 0.2 s，所以a3vt 3 v0310 10 m/s2100m/s 2t30.2负号表示方向与初速度方向相反．故本题答案是：（ 1） a1＝ 3m/s 2，方向与初速度方向相同；（ 2） a2＝ 5m/s 2，方向与初速度方向相反；（ 3） a3＝ 100m/s 2，方向与初速度方向相反．6． 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 ， t2 0.10s ，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平均速度：v1 v20.10 0.30v0.20 m / s22两光电门间距离 ： x vt 0.20 20.40m ．7． 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） 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：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．8． 如图所示， M99 是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪．步枪枪管中的子弹从初速度为 0 开始，经过 0.002 s 的时间离开枪管被射出．已知子弹在枪管内的平均速度是600m/s ，射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s ，射出过程中枪没有移动．求：(1)枪管的长度；(2)子弹在射出过程中的平均加速度．5 2【答案】 (1)1.2m (2)6 m/s10 ，方向与子弹的速度方向相同【解析】（ 1）枪管的长度（ 2）根据加速度的定义式得：方向与子弹的速度方向相同．综上所述本题答案是： （ 1）枪管的长度为 1.2 m；（ 2）子弹在射出过程中的平均加速度的大小为 。