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时间:2020-12-20
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1、高考物理机械运动及其描述解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试机械运动及其描述1.如图为某高速公路出口的ETC通道示意图.汽车驶入ETC通道,到达O点的速度大小为30m/s,此时开始刹车做减速运动(可视为匀减速),OM长度为144m,到M时速度减至6m/s,并以此速度匀速通过MN区.MN长度为36m,视汽车为质点,求:(1)汽车匀减速运动过程中的加速度大小;(2)汽车从O运动到N过程中的平均速度大小.【答案】(1)a3m/s2(2)v90m/s7【解析】【详解】(1)根据v02v22ax可得a3m/s
2、2v0v(2)汽车经过OM段的时间:t18sa汽车经过MN段的时间:t2x6svx总90汽车从O运动到N过程中的平均速度大小:vm/st1t272.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:1小虫的位移大小;2小虫的最小路程.【答案】(1)xa2b2c2(2)sa22bc【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xAC'2a2b2c2ACCC'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
3、从A运动到C'的最短路程,即sa2(bc)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.3.如图所示为一种运动传感器工作原理示意图.这个系统工作时固定的测速仪向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动物体反射后又被测速仪接收根据发射与接收超声波脉冲的时间差可
4、以得到测速仪与运动物体的距离.某次试验时,t1=0时刻,测速仪发出一个超声波脉冲,脉冲波到达做匀加速直线运动的实验小车上,经过t1=0.10s测速仪收到反射波;t2=1s时发出第二个脉冲,此后经过t2=0.08s收到反射波;t3=2s时发射第三个脉冲,又经过t3=0.04s收到反射波已知超声波在空气中传播的速度是v=340m/s,求:(1)实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离和平均速度大小;(2)实验小车的加速度大小.【答案】(1)3.43m/s(2)3.56m/s2【解析】(1)由题意得,实验小车在
5、t1t1时刻接收到第一个脉冲,设此时实验小车距测速仪x1,2有t1①x1v2实验小车在t2t2时刻接收到第二个脉冲,设此时实验小车距测速仪x2,有2t2②x2v2设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离为x1,则有x1=x1-x2③由①②③式可得实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离x1=3.4m④设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间间隔为t,有t(t2t2)(t1t1)⑤22设这段时间内的平均速度为v1,则有v1=x1⑥t由④⑤⑥式可得这段时间内的平均速度为v1=3.4
6、3m/s⑦(2)依第(1)问同理可得实验小车在接收到第三个脉冲波时实验小车距测速仪为x3vt3⑧2实验小车在接收到第二个和第三个脉冲波之间的时间内运动的距离为x2=x2-x3⑨这段时间内的平均速度v1=x2⑩t由匀变速直线运动的规律可知,做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.所以v1为(t1t1)(t2t2)时刻的瞬时速度(11)'22t12v2为t2'(t2t2)(t3t3)(12)22时刻的瞬时速度2v可得:av=v2v1(13)由at''tt2t1由①~(13)式可得a=3.56m/s2
7、4.如图所示,一质点沿半径为r=20cm的圆周自A点出发,逆时针运动2s,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)28.3cm;94.2cm(2)14.2cm/s;47.1cm/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x2r28.3cm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×20cm=94.2cm.(2)根据平均速度定
8、义得vx14.2cm/s平均速度方向是由A指向B.t质点的平均速率为l47.1cm/svt5.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,a1=4m/s2,方向与速度方向相同;1-3s内,a2=-2m/s2,方向与速度方向相反;
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