参考系坐标系位移简单计算

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第1页(共8页)2016年06月28日卓越培优的高中物理组卷一.选择题(共6小题)1.(2011秋•楚雄市校级期中)一个质点沿x轴做直线运动,其位置坐标如下表:t/s01234x/m﹣5﹣31715则第几秒内质点的位移最小()A.第1s内B.第2s内C.第3s内D.第4s内2.(2015秋•冀州市校级月考)甲、乙两位同学找来一把刻度尺,想办法测出了一枚一元硬币的直径d,然后让硬币在水平课桌上沿直线滚动了一圈,如图所示,那么()A.硬币圆心的位移大小和路程相等B.硬币圆心的位移大小和路程不相等C.硬币圆周上的每一点的位移大小和该点的路程相等D.硬币圆周上的每一点的位移大小大于该点的路程3.(2014秋•湛江校级期中)一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如表所示,此质点开始运动后,求:前几秒内的位移最大()t/s012345x/m05﹣4﹣1﹣71A.1sB.2sC.3sD.4s4.(2009•安徽模拟)在两条相互垂直的水平直道上,甲正以3m/s的速度自西向东朝十字路口走去,乙正以4m/s的速度通过十字路口向北走去,此时甲、乙之间的距离为100m.则在以后的过程中,甲、乙之间的最小距离是()A.100mB.80.8mC.80mD.70.7m5.(2014秋•运城校级月考)如图所示是为了定量研究物体的位置变化而作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向.坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为xA=5m,B的位置坐标为xB=﹣3m.下列说法正确的是()A.A点位于广场中心南5m处B.A点位于广场中心北5m处C.B点位于广场中心南3m处D.B点位于广场中心北3m处6.(2014秋•华蓥市校级月考)以下关于位移和路程的说法中,正确的是()A.位移和路程都是描述质点位置变动的物理量B.某段时间内质点的位移为零,该物体一定静止C.任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等D.路程就是质点运动轨迹的几何长度二.填空题(共2小题)第2页(共8页)7.(2013•洪泽县校级模拟)质点从坐标原点O沿y轴方向运动到y=4m后,又沿x轴负方向运动到坐标为(﹣3,4)的B点,则质点从O运动到B通过的路程是m,位移大小是m.8.(2014秋•毕节地区校级期末)物体以3m/s的速度向正北方向匀速前进了3s,然后以2m/s的速度向正东方向前进了6s,则在9s内位移为m,路程m.三.解答题(共3小题)9.(2012秋•兴义市校级月考)一人先向北走了40m,耗时10s,随即又向东行走了30m,耗时又是10s.试求:(1)此人在前10s内的位移和路程(2)在整个20s内的位移和路程(sin37°=0.6;cos37°=0.8)10.(2014秋•永定县校级月考)登山运动时,张捷用100min由宿营地X爬到山顶Y,在山道上通过的路程是2400m,相对于X升高了1200m,如图所示.(1)由X到Y的位移是多少?(2)爬山的平均速率是多大?(3)计算他爬山的平均速度的大小.(4)他的朋友李子俊从Z点爬山,比张捷晚20min开始,平均速率为0.5m/s,还比张捷早20min到达山顶,问李子俊由Z爬到Y共通过了多远路程?11.(2011秋•廊坊校级期末)一支300m长的队伍,以1m/s的速度行军,通讯员从队尾以3m/s的速度赶到队首,并立即以原速率返回队尾,求通讯员的位移和路程各是多少?第3页(共8页)2016年06月28日卓越培优的高中物理组卷参考答案与试题解析一.选择题(共6小题)1.(2011秋•楚雄市校级期中)一个质点沿x轴做直线运动,其位置坐标如下表:t/s01234x/m﹣5﹣31715则第几秒内质点的位移最小()A.第1s内B.第2s内C.第3s内D.第4s内【分析】根据位移等于末位置坐标减去初位置的坐标,求出位移,比较大小,负号表示方向.【解答】解:第1s内,位移x1=﹣3﹣(﹣5)=2m,在第2s内,位移x2=1﹣(﹣3)=4m,在第3s内,位移x3=7﹣1=6m,在第4s内,位移x4=﹣15﹣7m=8m.知在第1s内位移最小.故A正确,B、C、D错误.故选:A.【点评】解决本题的关键知道位移等于末位置坐标减去初位置的坐标,位移的正负表示方向.2.(2015秋•冀州市校级月考)甲、乙两位同学找来一把刻度尺,想办法测出了一枚一元硬币的直径d,然后让硬币在水平课桌上沿直线滚动了一圈,如图所示,那么()A.硬币圆心的位移大小和路程相等B.硬币圆心的位移大小和路程不相等C.硬币圆周上的每一点的位移大小和该点的路程相等D.硬币圆周上的每一点的位移大小大于该点的路程【分析】位移是由初位置指向末位置,是矢量;路程是运动轨迹的长度,是标量.【解答】解:A、位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程是运动轨迹的长度,硬币圆心做的是单向直线运动,位移大小等于路程,硬币圆周上的每一点的运动轨迹不同,不是做单向直线运动,所以硬币圆周上的每一点的位移大小小于该点的路程,故BCD错误,A正确.故选:A【点评】解决本题的关键掌握位移和路程的区别:位移是由初位置指向末位置,是矢量;路程是运动轨迹的长度,是标量.3.(2014秋•湛江校级期中)一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如表所示,此质点开始运动后,求:前几秒内的位移最大()t/s012345第4页(共8页)x/m05﹣4﹣1﹣71A.1sB.2sC.3sD.4s【分析】质点在x轴上运动,质点的位移等于初末坐标之差,即△x=x2﹣x1,确定出前5s每1秒内的位移,再判断哪一秒内位移最大.位移大小是位移的绝对值.【解答】解:质点在第1s位移x1=5m,第2s位移x2=﹣9m,第3s位移x3=3m,第4s位移x4=﹣6m,第5s位移x5=8m,则此质点开始运动后,第2s内的位移最大;质点在前1s内位移X1=5m,在前2s内位移X2=﹣4m,在前3s内位移X1=﹣1m,在前4s内位移X4=﹣7m,在前5s内位移X1=1m,则质点前4s内位移最大.故选:D.【点评】本题考查一维坐标下质点的位移与坐标之间关系的理解和应用,请注意位移的大小是指位移的绝对值.4.(2009•安徽模拟)在两条相互垂直的水平直道上,甲正以3m/s的速度自西向东朝十字路口走去,乙正以4m/s的速度通过十字路口向北走去,此时甲、乙之间的距离为100m.则在以后的过程中,甲、乙之间的最小距离是()A.100mB.80.8mC.80mD.70.7m【分析】设两人距离最小时用时间为t,由位移公式可求得经t时两人所在的位置;由位移的定义可得出位移表达式,分析可得出最小距离.【解答】解:设经ts两人相距最近,此时甲运动到了C点,乙运动到了D点;此时甲向东运动了x1=v1t=3t;乙向北运动了4t;则此时二人相距l==当t=12s时二人相遇最近,此时二次函数有最小值,则最小值为=80m;故选:C.【点评】本题考查运动学公式及位移的定义,要注意应用数学中二次函数的极值的求法.5.(2014秋•运城校级月考)如图所示是为了定量研究物体的位置变化而作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向.坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为xA=5m,B的位置坐标为xB=﹣3m.下列说法正确的是()第5页(共8页)A.A点位于广场中心南5m处B.A点位于广场中心北5m处C.B点位于广场中心南3m处D.B点位于广场中心北3m处【分析】如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置变化,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系.建立直线坐标系之后,物体的位置与坐标系上的数值对应.【解答】解:A、由位置坐标的意义可知,A点在原点的正方向5m处,即在广场中心北方5m处,故A错误,B正确,C、同理,B点在原点的负方向3m处,即在广场中心南方3m处,故C正确,D错误.故选:BC.【点评】为了说明质点的位置运动的快慢、方向等,必须选取其坐标系.建立直线坐标系之后,物体的位置与坐标系上的数值对应.6.(2014秋•华蓥市校级月考)以下关于位移和路程的说法中,正确的是()A.位移和路程都是描述质点位置变动的物理量B.某段时间内质点的位移为零,该物体一定静止C.任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等D.路程就是质点运动轨迹的几何长度【分析】位移是矢量,有大小,有方向,可以用由初始位置指向末位置的有向线段表示.路程表示运动轨迹的长度.在单向直线运动中,位移的大小等于路程.【解答】解:A、位移和路程都是描述质点位置变动的物理量,故A正确;B、位移的方向由初始位置指向末位置,质点的位移为零,该物体不一定静止.故B错误.C、在单向直线运动的过程中,位移的大小与路程相等.故C错误.D、路程就是质点运动轨迹的几何长度.故D正确.故选:AD.【点评】解决本题的关键理解路程和位移的区别及联系.位移是矢量,有大小,有方向,可以用由初始位置指向末位置的有向线段表示.路程表示运动轨迹的长度,只有大小,没有方向.在单向直线运动中,位移的大小等于路程.二.填空题(共2小题)7.(2013•洪泽县校级模拟)质点从坐标原点O沿y轴方向运动到y=4m后,又沿x轴负方向运动到坐标为(﹣3,4)的B点,则质点从O运动到B通过的路程是7m,位移大小是5m.【分析】路程表示运动轨迹的长度.位移是矢量,有大小,有方向,大小等于两点间的直线距离,方向由初位置指向末位置.【解答】解:质点从原点沿y轴方向运动到y=4m后,又沿x轴负方向运动3m,则路程s=7m,位移x=.故答案为:7,5.【点评】解决本题的关键知道路程等于运动轨迹的长度,位移的大小等于首末位置的距离.8.(2014秋•毕节地区校级期末)物体以3m/s的速度向正北方向匀速前进了3s,然后以2m/s的速度向正东方向前进了6s,则在9s内位移为15m,路程21m.第6页(共8页)【分析】根据两段内的速度及时间,求出位移,画出图形,根据位移及路程的定义可求出位移大小及路程.【解答】解:3s内位移为3×3=9m,方向向正比;后6s内的位移为:2×6=12m;方向向正东;如图所示;则位移为;=15m;路程为:9+12=21m;故答案为:15;21.【点评】位移是矢量,为由起点指向终点的有向线段;而路程为标量,是物体经过的轨迹的长度.三.解答题(共3小题)9.(2012秋•兴义市校级月考)一人先向北走了40m,耗时10s,随即又向东行走了30m,耗时又是10s.试求:(1)此人在前10s内的位移和路程(2)在整个20s内的位移和路程(sin37°=0.6;cos37°=0.8)【分析】(1)根据路程等于物体运动路线的长度、位移大小等于初位置到末位置有向线段的长度,确定路程和位移的大小.(2)路程没有方向,不能准确表示此人的位置,要比较确切地表示此人最终位置,应该用位移.【解答】解:(1)此人在前10s内的位移大小x=40m,方向向北;路程s=40m.(2)在整个20s内的位移大小x′==50m,方向北偏东37°路程s′=40m+30m=70m.答:(1)此人在前10s内的位移40m,方向向北,路程是40m.(2)在整个20s内的位移50m,方向北偏东37°,路程是70m.【点评】本题要理解路程和位移的物理意义,画出示意图,求解它们的大小.位移大小等于起点到终点直线距离的大小,不会大于路程.10.(2014秋•永定县校级月考)登山运动时,张捷用100min由宿营地X爬到山顶Y,在山道上通过的路程是2400m,相对于X升高了1200m,如图所示.(1)由X到Y的位移是多少?第7页(共8页)(2)爬山的平均速率是多大?(3)计算他爬山的平均速度的大小.(4)他的朋友李子俊从Z点爬山,比张捷晚20min开始,平均速率为0.5m/s,还比张捷早20min到达山顶,问李子俊由Z爬到Y共通过了多远路程?【分析】位移等于首末位移的距离,路程表示运动轨迹的总长度,平均速度等于位移与时间的比值.平均速率等于路程与时间的比值.【解答】解:(1)位移等于首末位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