高中物理机械运动及其描述真题汇编(含答案)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14/v m s =，后一半时间的平均速度是28/v m s =，则全程的平均速度是多少？若全程的平均速度' 3.75/v m s =，前一半位移的平均速度1'3/v m 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12s v t v t =+全程的平均速度121248./6/2222v t v t v v s v m s m s t t +++===== （2）令全程位移为2s ，则根据平均速度关系有全程通过的时间12s st v v =+ 所以全程的平均速度121212222 v v s sv s s t v v v v ⋅===++ 代入数据：22233.753v v ⨯⨯+＝解得：2v ＝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，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μ=，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m 0=1kg 的小滑块P （可看做质点）从圆弧顶端A 点由静止释放，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=1．5m ，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E Pm ；（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）103J （3）不能滑出，1m 【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：（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．3．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 。
（重力加速度g 取10 m/s 2）（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 【答案】（1）5m/s 2（2）18m/s【解析】试题分析：（1）根据120012a v t v x +=则：12230130120a +⨯=解得：a 1=5m/s 2（2）11ma mg =μ2152ma mg =μ ==1252a a 2m/s 2 2220222a v t v x += 代入数值解得：182=v 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．4．如图所示，一质点沿半径为r ＝20 cm 的圆周自A 点出发，逆时针运动2 s ，运动34圆周到达B 点，(计算结果保留三位有效数字)求：(1)质点的位移和路程． (2)质点的平均速度和平均速率．【答案】(1) 28.3 cm ； 94.2 cm (2) 14.2 cm/s ； 47.1 cm/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）质点的位移是由A 点指向B 点的有向线段，位移大小为线段AB 的长度，由图中几何关系可知 位移2283 cm x r ==．位移方向由A 点指向B 点．质点的路程为质点绕圆周的轨迹长度，则 路程l =×2πr=×2π×20 cm=94．2 cm ． （2）根据平均速度定义得14.2cm/s xv t== 平均速度方向是由A 指向B ． 质点的平均速率为47.1cm/s lv t==5．如图所示，汽车先向东行驶5km，又向西行驶8km，若以汽车开始运动时为坐标原点，向东为正方向，建立坐标系，试求：（1）汽车在最东边和最西边的位置坐标；（2）汽车运动过程中整个过程的位移和路程．【答案】（1）5km -3km（2）位移为-3km，路程为13km【解析】【分析】坐标系建立以后也就知道了正方向，在正方向上的点位置为正值，在负方向上的点的位置为负值，位置的变化有方向，位移等于末位置坐标减去初位置坐标；【详解】（1）根据图象可知，汽车在最东边的坐标为在最西边的坐标为：；（2）整个过程的位移为：，整个过程的路程为：。
【点睛】本题考查了坐标系的知识，坐标系包含了方向和位置，在正方向的位置为正，在负方向的位置为负。
6．某人从A点出发，先以4m/s的速度向东走了20s，到达B点，接着以2m/s的速度向北又走了30s，到达C点，求此人在这50s内的平均速率和平均速度的大小．【答案】平均速度为2m/s；平均速率为2.8m/s【解析】【详解】由题意可知，，此人在50内的路程为：，此人在50内的位移大小为：，则平均速率为：，平均速度的大小：．【点睛】位移等于首末位移的距离，由几何关系即可求出；需要注意的是平均速度等于位移与时间的比值．平均速率等于路程与时间的比值．7．一个篮球从高h 1＝3.05 m 的篮筐上由静止开始下落，经t 1＝1.95 s 落到水平地面上，速度v 1＝19.1 m/s ，然后以v 2＝－4.9 m/s 反弹，经t 2＝0.5 s 达到最高点，h 2＝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2221 4.919.1/80/0.3v v a m s m s t ---'===-，方向竖直向上； （3）下落过程的平均速度 3.05/ 1.56/1.95x v m s m s t ===； （4）全程的位移' 3.05 1.23 1.82x m m m =-=； 全程的时间' 1.950.50.3 2.75t s s s s =++=；则平均速度'' 1.82/0.66/2.75x v m s m s t '===；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．8．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，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9．一篮球从高h 1=3.05m 高处由静止开始下落，经t 1=1s 落到地面速度为v 1=9m/s ，篮球与地面碰撞的时间为Δt=0.2s ，然后以v 2=-5m/s 速度反弹，经t 2=0.5s 达到最高点h 2=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）3.05/m s 方向为竖直向下 （2）270/m s 方向竖直向上 （3）1/m s 方向为竖直向下 【解析】 【分析】根据平均速度公式可知xv t=，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：111 3.05/ 3.05/1h v m s m s t ===，方向为竖直向下； （2）以初速度1v 为正方向，即19/vm s =，25/v m s =-，0.2t s ∆=根据加速度定义式可以得到：2215/9/70/0.2v v v m s m sa m s t t s-∆--====-∆∆，即加速度大小为270/m s ，方向竖直向上；（3）根据平均速度公式可知全程平均速度为：12212 3.05 1.351/+10.20.5h h m mv m s t t t s s s--===∆+++，方向为竖直向下．【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．10．如图中的三条直线描述了a 、b 、c 三个物体的运动．通过目测，判断哪个物体的加速度最大，并说出根据，然后根据图中的数据计算它们的加速度大小，并说明加速度的方向．【答案】a 物体加速度最大，因为斜率最大．a a =0.625 m/s 2，a b =0.083 m/s 2，a c =－0.25 m/s 2，a a 、a b 与速度方向相同，a c 与速度方向相反 【解析】 【详解】a 的斜率最大，加速度最大．由图象的数据可得到：222.50/0.625/62a a m s m s -==-，222.52/0.083/60b a m s m s -==-，2202/0.25/8c a m s m s -==-.a b a a 、与速度方向相同，c a 与速度方向相反．11．甲、乙两辆汽车相距600m ，并分别以10m/s 和20m/s 的速度在一条平直公路上相向行 驶，在两汽车间有一只小鸟以20m/s 的速率往返飞翔，这只小鸟从汽车甲前端开始，飞向汽车乙，遇到汽车乙前端时又立即掉头飞向汽车甲，如此往返飞行，直到两汽车相遇，求：(1)这只小鸟飞行的路程； (2)这只小鸟飞行的平均速度． 【答案】(1)400m (2)10m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）设两车相距600m d =，110m/s v =，220m/s v =，相遇时间为t ，则两车相距为：12d t v t v =+这只小鸟飞行的路程为：3s t v =联立，代入数据可以得到：400m s =；（2）小鸟飞行的位移等于甲车前进的位移，即：1x v t =则小鸟飞行的平均速度为：'xt v =代入数据整理可以得到：'10m/sv ．12．某物体沿一直线运动，在第一个时间内平均速度是，第二个时间内平均速度是，第三个时间内平均速度是.(1)全程的平均速度是多少？(2)仍为此全程，若完成的位移时平均速度是v1，完成中间的位移时平均速度是v2，完成最后的位移时平均速度是，全程的平均速度是多少？【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）设全过程所用的时间为，前时间的路程为中间时间的路程为后时间内的成为则全过程的平均速度为：；（2）设全程为6Ｓ前路程的时间为中间路程的时间为完成最后路程的时间为所以整个过程的平均速度为：。