高考物理機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其描述專題訓(xùn)練答案及解析一

1、高考物理機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其描述專題訓(xùn)練答案及解析(1)一、高中物理精講專題測(cè)試機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其描述1 做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若前一半時(shí)間的平均速度是v14m / s，后一半時(shí)間的平均速度是 v28m / s，則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 ，求這個(gè)物體后一半位移的平均速度是多少？【答案】 6m/s， 5m/s【解析】【詳解】（1）令全程時(shí)間為2t，則根據(jù)平均速度關(guān)系有全程位移為s v1t v2t全程的平均速度 vsv1tv2 t .v1 v24 8 m / s6m / s2t2t22ss（2）令全程位移為2s，則根據(jù)平均速度關(guān)系有

2、全程通過的時(shí)間tv1v2v2s2s2v1v2tssv1v2所以全程的平均速度v1v2代入數(shù)據(jù)： 2 3v23.75v23解得： v2 5m/ s點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)給出的平均速度分別求出全程運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間表達(dá)式，再根據(jù)平均速度公式求解掌握規(guī)律是正確解題的關(guān)鍵2 某一長(zhǎng)直的賽道上，有一輛 f1 賽車，前方 200m處有一安全車正以 10m/s 的速度勻速前進(jìn)，這時(shí)賽車由靜止出發(fā)以 2m/s2 的加速度追趕安全車，求：（ 1）賽車出發(fā) 3s 末的瞬時(shí)速度大??；（ 2）賽車追上安全車之前與安全車相距的最遠(yuǎn)距離；（ 3）當(dāng)賽車追上安全車時(shí)，賽車的速度大小【答案】（ 1） 6m/s（ 2） 22

3、5m（ 3） 40m/s【解析】試題分析：（ 1）賽車出發(fā)3s 末的瞬時(shí)速度大小v1=at 1=2 3m/s=6m/s（2）當(dāng)賽車的速度與安全車的速度相等時(shí)，相距最遠(yuǎn)，速度相等經(jīng)歷的時(shí)間t2 v 10 s5s ，此時(shí)賽車的位移x1 v2 100 m25ma 22a4安全車的位移x2=vt 2=105m=50m，則相距的最遠(yuǎn)距離x=x2+200-x 1=50+200-25m=225m（3）設(shè)經(jīng)過 t 3 時(shí)間，賽車追上安全車，根據(jù)位移關(guān)系有：1at32 200 vt32代入數(shù)據(jù)解得t 3=20s此時(shí)賽車的速度v3=at 3=40m/s考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律【名師點(diǎn)睛】本題考查了運(yùn)動(dòng)學(xué)中的追及

4、問題，關(guān)鍵抓住位移關(guān)系，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解，知道速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)。3如圖，光滑的水平面上放置質(zhì)量均為m=2kg 的甲、乙兩輛小車，兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連（當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時(shí)，兩車自動(dòng)分離）甲車上帶有一半徑r=1m 的 1/4 光滑的圓弧軌道，其下端切線水平并與乙車上表面平滑對(duì)接，乙車上表面水平，動(dòng)摩擦因數(shù)= ，其上有一右端與車相連的輕彈簧，一質(zhì)量為m0=1kg 的小滑塊p（可看做質(zhì)點(diǎn)）從圓弧頂端 a 點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過乙車左端點(diǎn)b 后將彈簧壓縮到乙車上的c 點(diǎn)，此時(shí)彈簧最短（彈簧始終在彈性限度內(nèi)），之后彈簧將滑塊p 彈回，已知b、 c 間的長(zhǎng)度為l=15m，求：（1）滑塊 p 滑上

5、乙車前瞬間甲車的速度v 的大?。唬?2）彈簧的最大彈性勢(shì)能 epm；（ 3）計(jì)算說明滑塊最終能否從乙車左端滑出，若能滑出，則求出滑出時(shí)滑塊的速度大??；若不能滑出，則求出滑塊停在車上的位置距c 點(diǎn)的距離【答案】（ 1） 1m/s （2）10j （ 3）不能滑出， 1m3【解析】試題分析：（ 1）滑塊下滑過程中水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒：解得：，（ 2）滑塊滑上乙車后，由動(dòng)量守恒定律得：由能量守恒定律有：解得：（3）設(shè)滑塊沒有滑出，共同速度為，由動(dòng)量守恒可知由能量守恒定律有：解得： l，所以不能滑出，停在車上的位置距c 點(diǎn)的距離為1m考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律；能量守恒定律【名師點(diǎn)睛】此題考查了動(dòng)量守恒

6、定律及能量守恒定律的應(yīng)用；正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，把握每個(gè)過程所遵守的物理規(guī)律是解題的關(guān)鍵，也是應(yīng)培養(yǎng)的基本能力本題解題務(wù)必要注意速度的方向4 一質(zhì)點(diǎn)沿直線做單向的運(yùn)動(dòng)，若前一半時(shí)間的平均速度為度為 6m/s ，求4 m/s ，后一半時(shí)間的平均速（ 1）整個(gè)過程的平均速度大?。唬?2）其它條件不變，若物體前一半位移的平均速度為4m/s ，后一半位移的平均速度為6m/s ，則整個(gè)過程的平均速度大小是多少？【答案】 （1） 5 m/s（ 2） 4.8 m/s【解析】試題分析： （ 1）平均速度為總位移與總時(shí)間的比值，根據(jù)兩段時(shí)間內(nèi)的平均速度可求得總位移，再由平均速度公式可求得平均速度 （ 2）根據(jù)

7、前后兩段位移及平均速度可求得兩段時(shí)間；再由平均速度公式可求得全程的平均速度（1）設(shè)一半的時(shí)間為t ，由平均速度公式可得：x1v1t 、 x2v2t ，x1x2v1t v2tv1v25m / s則全程的平均速度 ： v22t22t（2）設(shè)一半的位移為x，則由平均速度公式可得：t1xx、 t2v2v1則全程的平均速度為：v22x2v1v24.8m / st2v1 v2t1【點(diǎn)睛】對(duì)于平均速度一定要明確應(yīng)采用位移與時(shí)間的比值進(jìn)行求解，故應(yīng)先想辦法求出總位移和總時(shí)間，再來求平均速度5 如圖是一種運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)小車速度的原理圖，這個(gè)系統(tǒng)由a、 b 兩個(gè)小盒組成，a 盒裝有紅外線發(fā)射器和超聲波發(fā)射器，b 盒

8、裝有紅外線接收器和超聲波接收器a 盒固定在向右運(yùn)動(dòng)的小車上，b 盒固定在滑軌上測(cè)量時(shí)a 向b 同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖和一個(gè)超聲波脈沖， b 盒接收到紅外線脈沖時(shí)，開始計(jì)時(shí)，接收到超聲波脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí)，若兩者的時(shí)間差為 t1，空氣中的聲速為v0（紅外線的傳播時(shí)間可以忽略）求：（1） a 與 b 之間的距離為多少？（2）經(jīng)過短暫的t 時(shí)間后，進(jìn)行第二次測(cè)量，此次的時(shí)間差為t 2，則小車向右運(yùn)動(dòng)的速度為多少？【答案】 （1） x1v0t1（ 2） vv0 (t2t1)t【解析】【分析】【詳解】（1） a、 b 間的距離為 x1v0t1（2）同理可知：進(jìn)行第二次測(cè)量時(shí)，a、 b 間的距離為 x2 v0

9、t2根據(jù)速度的定義可得：小車運(yùn)動(dòng)的平均速度為x2 x1vtv0 (t2t1 )解得： vt因?yàn)?t很短，所以小車的速度為vv0 (t2t1 )t6 某人從 a 點(diǎn)出發(fā)，先以 4m/s 的速度向東走了 20s，到達(dá) b 點(diǎn)，接著以 2m/s 的速度向北又走了 30s，到達(dá) c 點(diǎn)，求此人在這 50s 內(nèi)的平均速率和平均速度的大小【答案】平均速度為2m/s ；平均速率為2.8m/s【解析】【詳解】由題意可知，此人在 50 內(nèi)的路程為：，此人在 50 內(nèi)的位移大小為：，則平均速率為：，平均速度的大?。骸军c(diǎn)睛】位移等于首末位移的距離，由幾何關(guān)系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移與時(shí)間的比值平均速率

10、等于路程與時(shí)間的比值7 一輛汽車以72 km/h 的速度在平直公路上行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方公路上有一只小鹿，于是立即剎車，汽車在4 s 內(nèi)停了下來，使小動(dòng)物免受傷害假設(shè)汽車剎車過程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，試求汽車剎車過程中的加速度【答案】 5 m/s 2，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反【解析】【詳解】剎車過程中，汽車的初速度 v0 = 72 km/h =20 m/s ，末速度 v = 0，運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t = 4 s根據(jù)加速度的定義式，得剎車過程中的加速度av- v00- 20 m/s25m/s 2t4汽車剎車加速度大小為5m/s2 ，方向與初速度方向相反8 按照規(guī)定，汽車應(yīng)慢速通過隧道某汽車在過隧道前將速度從2

11、5m/s 減小到 10 m/s ，然后勻速通過 100 m 長(zhǎng)的隧道，整個(gè)過程總共用了15 s 時(shí)間求汽車減速時(shí)的加速度【答案】 3 m/s 2【解析】汽車勻速通過隧道用時(shí) t1x10s，v1由題意知減速時(shí)間故減速時(shí)的加速度度方向相反tt總t15s ，av1v03m / s2 ，即減速時(shí)的加速度大小為3 m/s2 ，方向與初速t9 一質(zhì)點(diǎn)向某一方向做直線運(yùn)動(dòng)，位移的前1 勻速運(yùn)動(dòng)的速度為 v12 勻速運(yùn)，位移的后33動(dòng)的速度為 v2，則（ 1）通過這前后兩段所用時(shí)間之比為多少？（ 2）整段運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度大小為多少？v23v1v2【答案】（ 1）（ 2）2v12v1 v2【解析】【詳解】（

12、1）前一段時(shí)間為1 x2 xt 1 3，后一段時(shí)間為t2 3，v1v2v2所以兩段所用時(shí)間之比為2v1（2）整段過程中的平均速度為vx3v1v2，聯(lián)立得 v2v1 v2.t1t210 如圖所示，兩列長(zhǎng)度均為l0 的快車和慢車沿著同一直軌道同向勻速行駛，當(dāng)慢車頭到避讓區(qū)起點(diǎn)c 時(shí)，快車頭與慢車尾的距離為l1，且快車的速度是慢車速度的2 倍為避免撞車，慢車要進(jìn)入避讓區(qū)cd 軌道進(jìn)行避讓若兩車都不減速，l1 至少應(yīng)為多少？避讓區(qū)長(zhǎng)度 l2 至少為多少？ (設(shè)避讓區(qū)軌道 cd 平行于軌道 ab，且彎曲部分 ac、 bd 很短，可忽略不計(jì) )【答案】 l1 至少應(yīng)為l0， l2 至少應(yīng)為3l0【解析】【

13、分析】根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系和速度時(shí)間關(guān)系分析避讓區(qū)的時(shí)間關(guān)系，關(guān)鍵是根據(jù)幾何關(guān)系分析位移關(guān)系，再由速度位移關(guān)系求解即可 【詳解】由題意可知，在避讓過程中，兩車的重疊部分必須始終處于避讓區(qū)分析可知，要想恰好不相撞，慢車車尾通過a 點(diǎn)時(shí)，快車車頭正好到達(dá)a 點(diǎn)；慢車車頭到達(dá) b 點(diǎn)時(shí)，快車車尾正好通過 b 點(diǎn)對(duì)慢車通過a 點(diǎn)過程，快車的位移為l1 l0，由二車運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，有l(wèi)0l1l0，解得10對(duì)快車通過軌道 ab 的過程，由二車運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，有v2vl ll2l0l2 l0 ，解得 l2 3l0，即 l1 至少應(yīng)為 l0， l2 至少應(yīng)為 3l02vv【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是由題意確定兩車運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系

14、，由勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系分析即可11 如圖所示是一條利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，0、 1、 2、 3、 4、 5、 6 是七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0 的距離如圖所示求出打1、2、 3、 4、 5 等計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】 0.20 m/s 0.40 m/s 0.61 m/s0.69 m/s0.70 m/s【解析】由于相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，所以圖中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間為 0.1s ，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為0.039v1m / s 0.20m / s20.1v20.090.

15、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點(diǎn)睛：要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用。12 某物體沿一條直線運(yùn)動(dòng)：（1）若前一半時(shí)間內(nèi)的平均速度為 v1，后一半時(shí)間內(nèi)的平均速度為 v2，求全程的平均速度（ 2）若前一半位移的平均速度為 v1，后一半位移的平均速度為 v2，全程的平均速度又是多少？中國首艘航空母艦 “遼寧 ”號(hào)交付海軍服役后，進(jìn)行了艦載

16、機(jī)起降等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，使我國海軍力量不斷發(fā)展壯大若在某次海上軍事演習(xí)中，一艘驅(qū)逐艦以90km/h 的速度追趕在它前面 120km 處正向同方向勻速航行的航空母艦，驅(qū)逐艦總共追趕了270km 才趕上，則航空母艦的艦速為多大？v1v22v1v2【答案】 （1）2（ 2） v1 v2； 50km/hv【解析】【分析】由速度公式的變形公式求出前一半時(shí)間通過的路程和后一半時(shí)間通過的路程，然后由平均速度公式求出全程的平均速度；由速度公式的變形公式求出汽車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后由平均速度公式求出全程的平均速度；先根據(jù)快艇的速度和行駛距離求出所用時(shí)間，用快艇行駛的距離減去快艇和航空母艦原先的距離就等于航空母艦的行駛距離，根據(jù)速度公式即可求出【詳解】（1）設(shè)全程的時(shí)間為2t ，前一半時(shí)間通過的位移x1v1t ，后一本時(shí)間通過的位移： x2v2 t ，全程的平均速度：vx1x2v1tv2tv1v2 ；2t2t2（2）設(shè)甲乙兩地間的距離是2x ，則前半段與后半段的位移都是x得汽車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：