【物理】物理高考机械运动及其描述练习题及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1．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).2．某质点从x、y直角坐标系的原点出发，在第1s内向x正方向运动6m，在第2s内向y 正方向运动8m．求：（1）质点在这2s内的位移大小和方向；（2）质点在这2s内的平均速度大小．【答案】（1）质点在这2s内的位移大小为10m和方向与x轴正方向成53°；（2）质点在这2s内的平均速度大小为5m/s．【解析】试题分析：（1）位移是矢量，是由起点指向终点的有向线段，位移与物体运动路径无关（2）平均速度为位移与时间的比值解：（1）位移大小为两点的连线，即为x=方向为，θ=53°，与x轴正方向的夹角为53°（2）平均速度为v=答：（1）质点在这2s内的位移大小为10m和方向与x轴正方向成53°；（2）质点在这2s内的平均速度大小为5m/s．【点评】解题关键是掌握位移是矢量，大小与始末位置有关，与路径无关；平均速度为位移与时间的比值3．（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．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，a 1＝4 m/s 2，方向与速度方向相同；1-3s 内，a 2＝－2 m/s 2，方向与速度方向相反；3-4s 内加速度a 3＝－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2111404/1v a m s t ∆-===∆，方向与速度方向相同；1s ∼3s 内，物体做匀减速直线运动，其加速度为2222202/1v a m s t ∆--===-∆，方向与速度方向相反；3s ∼4s 内，物体做匀加速直线运动，其加速度为2333042/2v a m s t ∆-===-∆，方向与速度方向相同．5．一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）21.5/m s （2）22/m s 方向由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：22123/ 1.5/6v a m s m s t ∆-===∆，方向与初速度方向一致． （2）根据加速度定义式可得B 到C 过程中的加速度为：22012/2/6v a m s m s t ∆-===-∆，方向与初速度方向相反． 点睛：本题主要考查了加速度的基本计算，属于基础题．6．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7．一客车正以20m/s 的速度在平直轨道上运行时,发现前面180m 处有一货车正以6m/s 速度匀速同向行驶,客车立即合上制动器,做匀减速直线运动,需经40s 才能停止,求: (1)客车刹车加速度大小。

(2)问是否发生碰车事故?通过计算加以说明. 【答案】（1）(2)客车在该段时间内位移:, 货车在该段时间内位移:因为,一定能发生碰车事故.【解析】【详解】(1)客车匀减速的加速度a===-，即客车刹车加速度大小(2)客车减速至6m/s 用的时间由v=v 0+at 得：t=s=28s客车在该段时间内的位移x 1=t=28m=364m货车在该段时间内的位移x 2=v 货t=628m=168m由于x 1=364mx 2+180m=348m ，所以一定能发生碰车事故。

8．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．9．2018年10月11日俄美两国宇航员搭乘“联盟”MS ﹣10飞船前往国际空间站，在火箭发射升空位于万米高空时，突然出现严重故障。

火箭出现故障后，系统逃生机制自动启动。

在紧急逃生机制启动后，宇航员所在的载员舱立刻和火箭上面级脱离，坠入大气层。

逃逸系统激活后，飞船在大约50千米高度与火箭分离，最后在地表成功着陆，这是人类历史上首次成功的整流罩逃逸。

某校STEM 空间技术研究小组对信息收集整理后，对整流罩逃逸下落的最后阶段简化如下：返回舱沿竖直方向下落，某时刻打开主伞，产生3.6⨯104N 的阻力，使返回舱经过36s 速度由80m/s 匀减速至8m/s ，此后匀速下落，当返回舱下落到离地高度1m 时，反冲发动机点火，产生向上的1.2⨯105N 的恒定推力（此时主伞失效，空气阻力不计），最终返回舱以低速成功着落，g 取10m/s 2。

（1）求打开主伞匀减速阶段的加速度大小； （2）求返回舱的质量； （3）求返回舱最终的着陆速度。

【答案】（1）2m/s 2（2）3000kg （3）2m/s 【解析】 【详解】（1）打开主伞匀减速阶段，v 0=80m/s ，v 1=8m/s ，t =36s ，根据速度时间公式，有：v 1=v 0-a 1t ，打开主伞匀减速阶段的加速度大小：a 1=01v v t -=80836-m/s 2=2m/s 2。

（2）打开主伞匀减速阶段，根据牛顿第二定律，有：F f -mg =ma 1，解得返回舱的质量为：m =3000kg 。

（3）返回舱在着陆过程中，根据牛顿第二定律，有：F -mg =ma 2，得：a 2=30m/s 2，速度从8m/s 减小着地过程中，根据速度位移公式，有：v 22-v 12=-2a 2h ，得返回舱最终的着陆速度：v 2=2m/s 。

10．如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出打1、2、3、4、5等计数点时的瞬时速度(计算结果保留两位有效数字)．【答案】0.20 m/s 0.40 m/s 0.61 m/s 0.69 m/s 0.70 m/s【解析】由于相邻两计数点之间还有四个点未画出，所以图中相邻两个计数点之间的时间为0.1s ，根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度为10.039/0.20/20.1v m s m s ==⨯ 20.090.01/0.40/20.1v m s m s -==⨯0.1610.039/0.61/20.1vm s m s -=⨯40.2280.09/0.69/20.1v m s m s -==⨯50.3010.161/0.70/20.1v m s m s -==⨯。

点睛：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。

11．小球从5m 高处落下，被水平地面弹回，在离地面2m 高处被人接住，则整个过程中小球的位移是多少？路程呢？ 【答案】3m ；7m 【解析】 【详解】小球从5m 高处落下，被水平地面弹回，在离地面2m 高处被人接住，则整个过程中小球的位移是x =5m-2m=3m路程是s =5m+2m=7m12．如图所示为A 、B 、C 三列火车在一个车站的情景，A 车上的乘客看到B 车向东运动，B 车上的乘客看到C 车和站台都向东运动，C 车上的乘客看到A 车向西运动．站台上的人看A 、B 、C 三列火车各向什么方向运动？【答案】A 车向西运动；B 车向西运动；C 车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A 、B 的速度都小 【解析】由B 车上的乘客看到站台向东运动，可判断B 车向西运动；由A 车上的乘客看到B 车向东运动，说明A 车也向西运动且速度大于B 车速度；C 车上的乘客看到A 车向西运动，则C 车有三种运动情况，C 车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A 、B 的速度都小．。