高考物理二轮复习专项训练物理机械运动及其描述含解析.docx

高考物理二轮复习专项训练物理机械运动及其描述含解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1 如图所示，实心长方体木块ABCDABCD 的长、宽、高分别为a、 b 、 c，且abc.有一小虫自A 点运动到 C 点，求：12小虫的位移大小；小虫的最小路程1） xa2b2c2（ 2） sa22【答案】（b c【 解 析 】 1 质 点 从 A 运 动 到 C 的 位 移 大 小 等 于 A 、 C 连 线 的 长 度 ， 为x AC 2a2b2c2AC CC 22 由于 abc ，所以将矩形BCC B 转至与前表面在同一平面，A、 C 连线的长度为从 A 运动到 C 的最短路程，即 sa2(b c)2；答：1 小虫的位移大小为a2b2c2 ；2 小虫的最小路程为a2(bc)2点睛：位移的大小等于首末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度，当两点之间沿直线距离最短，路程最短在计算位移时，注意将立体转成平面后再计算.这种解题的思维方法，在以后的题目中用得不多，但将立体图形展开求解最短路程的方法却可以开拓视野，提高能力2我国 ETC联网正式启动运行， ETC是电子不停车收费系统的简称汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示假设汽车以v0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶，如果过 ETC通道，需要在收费线中心线前10m 处正好匀减速至 v=5m/s ，匀速通过中心线后，再匀加速至 v0 正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s 缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0 正常行驶设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为 1m/s2 ，求：（ 1）汽车过 ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；（ 2）汽车过 ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少【答案】（ 1） 210m（ 2） 27s【解析】试题分析：（1）汽车过ETC通道：减速过程有：，解得加速过程与减速过程位移相等，则有：解得：（2）汽车过ETC通道的减速过程有：得总时间为：汽车过人工收费通道有：， x2=225m所以二者的位移差为：=x2 x1=225m 210m=15m （ 1 分）则有：27s考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题3我校足球运动员李同学在做足球训练时，将一个以6m/s 迎面飞来的质量为0 4kg 的足球，以 8m/s 的速度踢出，求：（1）若踢球的时间为 0 2s，则李同学发球时足球的平均加速度的大小和方向（2）足球被提出后沿草地作匀减速直线运动，加速度大小为1.6m / s2 ，足球在草地上运动的时间和位移的大小【答案】（ 1） 70m / s2 ，方向为球踢出去的方向（2） 8s 51.2m【解析】1）根据加速度公式av v086试题分析：（70m / s2 ，方向为球踢出去的方t0.2向（2）足球运动的时间 tv8 s8s ，a1运动的位移 s1 at 211.68251.2m22考点：考查了平均速度，加速度的计算【名师点睛】根据加速度的定义式求出足球的平均加速度根据速度时间公式求出足球在草地上运动的时间，根据平均速度的推论求出足球的位移4足球运动员在罚点球时，球由静止被踢出时的速度为30m/s ，在空中运动可看做匀速直线运动，设脚与球作用时间为 0 15s，球又在空中飞行 11m 后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为 0 2s，且球被挡出后以 10m/s 的速度沿原路反弹，设足球与脚或守门员的手接触的时间内加速度恒定，求：（ 1）脚与球作用的时间内，球的加速度的大小；（ 2）球在空中飞行 11m 的过程中所用的时间；（ 3）守门员挡球的时间内，球的加速度的大小和方向【答案】（ 1） 200m/s 2（ 2） 0 37s（ 3）-200m/s 2；方向与球踢出后的运动方向相反【解析】试题分析：假设球被踢出时速度方向为正；（1）；（2）；（3）考点：加速度，方向与球踢出后的运动方向相反【名师点睛】解决本题的关键掌握加速度的定义式，注意公式的矢量性，当速度的方向与正方向相同，取正值，当速度方向与正方向相反，取负值。5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= ，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m0=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=15m，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 EPm；（ 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） 10 J （ 3）不能滑出， 1m3【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6 如图所示是一辆汽车做直线运动的x t 图象（ 1）求 OA 和 CD段汽车运动的速度（ 2）求前 3 小时的平均速率和 4 小时内的平均速度【答案】 （1） 15km/h ； -30km/h （ 2）10km/h ； 0【解析】【分析】【详解】（1） x-t 图像的斜率表示运动的速度，故OA 段的速度为 vOA15 km / h 15km / h1CD 段的速度为 vCD0 30 km / h30km / h1（2）由图可知，前三小时内的位移为30km，所以平均速率v1x30t10km / h34 小时内的位移为0，所以 4 小时内的平均速度为 07 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5mB 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 t3311ss8 如图所示，一质点自A 点出发，沿半径为r20cm 的圆周逆时针运动2s，运动 3 圆周4到达 B 点，求这段运动过程中：1 质点的路程和位移；2 质点的平均速度的大小【答案】 （1） 0.94m0.28 ，位移方向从A 点指向 B 点（2）0.14m/s【解析】【分析】(1) 位移为从初位置指向末位置的有向线段，为矢量，路程为物体走过的轨迹长度，为标量，据此可正确解答 ；(2) 根据平均速率的定义即可正确解答本题【详解】(1)质点的路程为质点绕3 圆周的轨迹长度，为 x32 r30 cm 0.94m ；44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sr 2r 220 2cm 0.28m位移方向从 A 点指向 B 点；(2)平均速度：x2r2 cm0.14 mv10stts【点睛】对于位移、路程、平均速度、平均速率等基础概念，要深刻理解其定义，注意从标量和矢量的角度进行区分 9 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】01t11（1）对汽车 v 0，v 108 km/h30 m/s ，t 10 s，所以a1vt 1v01300 m/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vt 3 v0310 10m/s2100m/s2a30.2t3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10 一物体以 6m/s 的初速度沿水平面运动，经过4s 后，速度大小变为2m/s ，求物体的速度变化量？物体的加速度？【答案】【解析】【详解】规定初速方向为正如果速度方向与初速度同向，则有v=2- 6m/s= - 4m/sa= v/t =- 1m/s 2如果速度与初速度反向，则有v=- 2- 6m/s= - 8m/sa= v/t =- 2m/s 2【点睛】本题是加速度定义式的直接应用，要注意矢量的方向性.11 一物体自 t 0 时开始做直线运动，其速度图线如图所示求：（ 1）在 0 6 s 内，物体离出发点最远距离；（ 2）在 0 6 s 内，物体经过的路程；（ 3）在 t=5s 时，物体的加速度大小【答案】（ 1）（ 2） 40m（ 3） 10m/s 2【解析】试题分析：（ 1）前 5s 内，物体离出发点最远距离，由面积法，得（2）在 5-6s 内，物体向反方向运动，位移由面积法，得：在 0 6 s 内，物体经过的路程：（3）在 t=5s 时 ,物体的加速度为:即物体的加速度大小为10m/s 2考点：考查了速度时间图像【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即x aT 2 ，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度12 某同学用电磁打点计时器研究手拉纸带的运动情况，得到的纸带如图所示，他在纸带上找出连续的 6 个点，分别标记上 A、 B、C、 D、 E、 F，并用直尺量出两个相邻点间的距离x1、x2、 x3、 x4、 x5，数据见下表 (电磁打点计时器使用 50 Hz 低压交流电源 )x1/cmx2/cmx3/cmx4/cmx5/cm3.754.505.124.654.12(1)根据这些数据，运用你学过的知识，求出纸带在A、 E 段运动时的平均速度(2)求出打 B 点时纸带运动的瞬时速度的最合理值【答案】 (1)2.25 m/s(2)2.06 m/s【解析】【分析】根据 vx 计算纸带在 AE 段运动时的平均速度，由纸带运动情况可知纸带做变速运动，t则打 B 点时纸带的瞬时速度最接近于AC 段的平均速度 ；【详解】xx1 x2 x3x4解：（ 1）根据 v4Tt代入解得 v2.25m / s（2）由纸带运动情况可知纸带做变速运动，则打B 点时纸带的瞬时速度最接近于AC 段的平均速度 vBx1 x22T代入解得 vB2.06m / s