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1、高中物理机械运动及其描述技巧和方法完整版及练习题及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1如图，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1/4 光滑= ，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（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块求：B 后将弹簧压缩到乙车上的C 点，此时弹簧最短P 弹回，已知B、 C 间的长度为L=15m
2、，（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
3、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2 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3圆周4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 x2r2
4、83 cm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=2r= 2 20 cm=942cm（2）根据平均速度定义得vx14.2cm/s 平均速度方向是由A 指向 Bt质点的平均速率为l47.1cm/svt3 设质量为m 的子弹以初速度V0 射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d求木块最终速度的大小产生的热能平均阻力的大小【答案】mv0 Qv共mMMmv 20Mmv202(M m) f2( M m) d【解析】试题分析：子弹射入木块的过程中系统动量守恒：mv=（ M+m） v共0mv0解得： v共M m据能量守恒定律：1
5、mv021 ( M m)v共2Q22Mmv 20解得： Q2( Mm)设平均阻力大小为f据能量守恒定律：fd=QMmv 2 0则f2( Mm)d考点：动量守恒定律；能量守恒定律【名师点睛】此题是动量守恒定律及能量守恒定律的应用问题；关键是能正确选择研究系统及研究过程，根据动量守恒定律及能量关系列方程求解。4 汽车在平直的公路上以 10m / s 作匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小为 2m / s2 ，则：1 汽车经 3s 的速度大小是多少？2 经 5s、 10s 汽车的速度大小各是多少？【答案】 4；0；0；【解析】【分析】一定先算出刹车时间，作为一个隐含的已知量判断车是否
6、已停下【详解】v010v3 0(1)刹车时间t5s ，则 3 s 末汽车还未停下，由速度公式得at 10a2 vm/s (2) 3 m/s 4 m/s(2)5 s 末、 10 s 末均大于刹车时间，汽车已经停下，则瞬时速度均为0【点睛】本题注意汽车减速运动问题要注意判断汽车减速到零所用的时间，减速到零后汽车就不再继续运动5 一质点沿直线做单向的运动，若前一半时间的平均速度为度为 6m/s ，求4 m/s ，后一半时间的平均速（ 1）整个过程的平均速度大小；（ 2）其它条件不变，若物体前一半位移的平均速度为4m/s ，后一半位移的平均速度为6m/s ，则整个过程的平均速度大小是多少？【答案】 （
7、1） 5 m/s（ 2） 4.8 m/s【解析】试题分析： （ 1）平均速度为总位移与总时间的比值，根据两段时间内的平均速度可求得总位移，再由平均速度公式可求得平均速度 （ 2）根据前后两段位移及平均速度可求得两段时间；再由平均速度公式可求得全程的平均速度（1）设一半的时间为t ，由平均速度公式可得：x1v1t 、 x2v2t ，x1x2v1t v2tv1v25m / s则全程的平均速度 ： v22t22t（2）设一半的位移为x，则由平均速度公式可得：xxt1、 t2v2v1则全程的平均速度为：v22x2v1v24.8m / st2v1 v2t1【点睛】对于平均速度一定要明确应采用位移与时间的
8、比值进行求解，故应先想办法求出总位移和总时间，再来求平均速度6 一质点在 x 轴上并只朝着 x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后：(1)质点在前 10s 内的位移、路程各为多大？(2)质点在 8s 末的瞬时速度为多大？(3)质点在 0 到 18s 这段时间内的平均速度多大？【答案】 （1）（ 2） 0（3）【解析】试题分析：（ 1）质点在x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动那么在前10s 内的位移就是从2m 到 8m，位移即，由于是直线运动且是单方向所以路程等于位移大小6m（ 2）从 6s 到 10s 坐标一直停留在 8m 处，且是单方向直线运动，说明物体处于静止状态
9、，因此 8s 末的瞬时速度为 0m/s（3）质点在0 到 18s 这段时间内从坐标2m 到坐标 24m ，位移时间，平均速度考点：坐标与位移路程关系7 一质点沿x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表：求：1 根据表中数据画出xt 图象；2 质点在 0.06s 末的瞬时速度；3 质点在 00.16s内的平均速度【答案】（ 1）（ 2）0（ 3） 9 m/s8【解析】【分析】【详解】（1）把表中数据描到坐标系中并连线，如图所示（2）由于物体沿X 轴正方向运动，在0.06s 到 0.10s 位于 x 轴上同一位置，v0x（3）由 v；xxtx018cm ；t9质点在 00.16s 内的平均速度
10、vm / s8故本题答案是：（ 1）（ 2） 0（3） 9 m/s8【点睛】准确的描点连线，并从图像上找到需要的物理量即可8 如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过 B 点前后速度大小不变），最后停在 C 点每隔 0.2 秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据（可以认为在斜面上是初速为零的匀加速运动，在水平面上是匀减速运动，重力加速度g=10m/s 2）求：（ 1）在斜面上的加速度大小（ 2）物体在水平面上加速度大小（ 3） t=0.6s 时的瞬时速度 v【答案】 (1)(2)（ 3）【解析】【详解】(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度大小为：(2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为：(3)设物体在斜面上到达B 点时的时间为 t，则物体到达B 时的速度为： v =a tBBB 1由图表可知当t=1.2s 时，速度 v=1.1m/s ，此时有： v=vB2B- a (t - t )联立代入数据得：tB=0.5s， vB=2.5m/s所以当t=0.6s时物体已经在水平面上减速了0.1sv=2.5-0.1 2=2.3m/s.，速度为
