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物理机械运动及其描述题20套(带答案)及解析

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，后一半时间的平均速度是，则全程的平均速度是多少？若全程的平均速度，前一半位移的平均速度，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

全程的平均速度

（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

所以全程的平均速度

代入数据：

解得：＝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．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v—t图象，图象如图所示（除2s~10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知在小车运动的过程中，2s~14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末通过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量m=2．0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取g=10m/s2．求：

（1）14s~18s时间段小车的加速度大小a；

（2）小车匀速行驶阶段的功率P；

（3）小车在2s~10s内位移的大小s2．

【答案】（1）2．0m/s2；（2）32W；（3）52m

【解析】试题分析：（1）在14s—18s时间段，由图象可得（2分）

代入数据得a=2．0m/s2（2分）

（2）在14s—18s，小车在阻力f作用下做匀减速运动，则f=ma（1分）

在10s—14s，小车作匀速直线运动，牵引力F=f=4．0N（1分）

小车匀速行驶阶段的功率P=Fv（1分）

代入数据得P=32W（2分）

（3）2s—10s，根据动能定理得

（2分）

其中v=8m/s，v2=4m/s

解得s2=52m（2分）

考点：动能定理、功率

3．某一长直的赛道上，有一辆F1赛车，前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进，这时赛车由静止出发以2m/s2的加速度追赶安全车，求：

（1）赛车出发3s末的瞬时速度大小；

（2）赛车追上安全车之前与安全车相距的最远距离；

（3）当赛车追上安全车时，赛车的速度大小．

【答案】（1）6m/s（2）225m（3）40m/s

【解析】

试题分析：（1）赛车出发3s末的瞬时速度大小v1=at1=2×3m/s=6m/s．

（2）当赛车的速度与安全车的速度相等时，相距最远，

速度相等经历的时间，此时赛车的位移

安全车的位移x2=vt2=10×5m=50m，

则相距的最远距离△x=x2+200-x1=50+200-25m=225m．

（3）设经过t3时间，赛车追上安全车，根据位移关系有：

代入数据解得t3=20s

此时赛车的速度v3=at3=40m/s

考点：匀变速直线运动的规律

【名师点睛】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解，知道速度相等时相距最远。

4．一质点由位置A向北运动了6m用时3s到达B点，然后B点向东运动了5m用时1s到达C点，再由C向南运动了1m用时1s到达D点（质点在B点、C点没有停顿）

（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??方向东偏北（3）2.4m/s（4）

【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：

，方向东偏北450；

(3)平均速率为：

；

(4)平均速度大小为：

．

5．如图所示，一质点自A点出发，沿半径为的圆周逆时针运动2s，运动圆周到达B点，求这段运动过程中：

质点的路程和位移；

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圆周的轨迹长度，为；

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

位移方向从A点指向B点；

(2)平均速度：．

【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