高考物理专题01直线运动备考强化训练3自由落体和竖直上抛新人教版.doc

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1、1 / 17【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 0101 直线运动备考强化训练直线运动备考强化训练3 3 自由落体和竖直上抛新人教版自由落体和竖直上抛新人教版本套试题训练的重点是理解自由落体和竖直上抛运动的特点、熟练地掌握自由落体运动和竖直上抛运动的公式及其应用。其中第4、6、7、8、13 等题为图象题，通过此类题型的训练，培养学生利用图象解决问题的能力，第 5、11 等题为相对运动问题，重点培养学生的空间想象能力。一、破解依据一、破解依据自由落体自由落体1.初速度 Vo=0 2.末速度 Vt=gt3.下落高度 h=gt2/2（从 Vo 位置向下计算） 4.推论

2、Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律。(2)a=g=9.810m/s2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下。*竖直上抛竖直上抛1.位移 x=Vot- gt2/2 2.末速度 Vt= Vo- gt （g=9.810m/s2 ）3.有用推论 Vt2 -Vo2=-2gx 4.上升最大高度2 / 17Hm=Vo2/2g (抛出点算起）5.往返时间 t=2Vo/g （从抛出落回原位置的时间）(1)全过程处理:是匀减速直线运动（初速度 V00，方向竖直向上，加速度 a=-g，方向竖直向下），以向上为正方向，加速度取负值。(2)分段

3、处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动。(3)上升与下落过程具有对称性，如在同点 V0Vt，速度等值反向，且 t 上t 下，上升、下落时间相等。*加速度、速度的测定：若取匀变速直线运动（如纸带等）的连续相等时间内的位移 x1、x2 、x3、 x4 、x5、 x6 等，则a =（x4+x5+x6）-（x1+x2+x3）/9T 2，。Txxvnnn2)(1二、精选习题二、精选习题选择题（每小题选择题（每小题 5 5 分，共分，共 4040 分）分）1.1. (12(12 福建六校联考福建六校联考) )一位同学在某星球上完成自由落体运动一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为实验

4、：让一个质量为 2 2 kgkg 的小球从一定的高度自由下落，测得在第的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 5 s s 内的位移是内的位移是 1818 m m，则，则( ( ) )A物体在 2 s 末的速度是 20 m/sB物体在第 5 s 内的平均速度是 3.6 m/sC物体在第 2 s 内的位移是 20 mD物体在 5 s 内的位移是 50 m2.2. （1515 山东）距地面高山东）距地面高 5m5m 的水平直轨道的水平直轨道 A A、B B 两点相距两点相距 2m2m，在在 B B 点用细线悬挂一小球，离地高度为点用细线悬挂一小球，离地高度为 h h，如图。小车始终以的速，如图。小车

5、始终以的速3 / 17度沿轨道匀速运动，经过度沿轨道匀速运动，经过 A A 点时将随车携带的小球由轨道高度自由点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至卸下，小车运动至 B B 点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小。可求得气阻力，取重力加速度的大小。可求得 h h 等于等于4m s210gm sA1.25m B2.25m C3.75m D4.75m3.(143.(14 上海上海) )在离地高在离地高 h h 处处, ,沿竖直方向同时向上和向下抛出两沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球个小球, ,它们的初速度大小均为它

6、们的初速度大小均为 v,v,不计空气阻力不计空气阻力, ,两球落地的时间差两球落地的时间差为为( ( ) )A. B. 2v gv gC. D. 2h vh v4.(144.(14 海南海南) )将一物体以某一初速度竖直上抛。物体在运动过程将一物体以某一初速度竖直上抛。物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用中受到一大小不变的空气阻力作用, ,它从抛出点到最高点的运动时间它从抛出点到最高点的运动时间为为 t1,t1,再从最高点回到抛出点的运动时间为再从最高点回到抛出点的运动时间为 t2t2。如果没有空气阻力。如果没有空气阻力作用作用, ,它从抛出点到最高点所用的时间为它从抛出点到最高点所用

7、的时间为 t0t0。则。则( ( ) )A.t1t0,t2t1C.t1t0,t2t1 D.t1g,a1g,下降过程中的加速度下降过程中的加速度 a2g|a|g ，当，当 v v0 0 时，物体运动到最高点，时，物体运动到最高点，此时此时 a ag g，而，而 B B、C C 图像的斜率的绝对值均小于图像的斜率的绝对值均小于 g g，故，故 B B、C C 错误，错误，D D 正确正确 8.AD 【解析解析】由图可知，运动员在由图可知，运动员在 0 01010 s s 的位移大于其在这段时的位移大于其在这段时间内做匀加速运动（位移为曲线，不是自由落体运动）的位移，则间内做匀加速运动（位移为曲线，

8、不是自由落体运动）的位移，则平均速度大于平均速度大于 m/sm/s1010 m/sm/s，选项，选项 A A 正确；正确；1515 s s 后速度的大小恒定，后速度的大小恒定，运动员做匀速运动，选项运动员做匀速运动，选项 B B 错误；错误； 1010 s s 末的速度最大，方向不变，末的速度最大，方向不变，选项选项 C C 错误；错误；10101515 s s 图线的斜率减小，运动员做加速度逐渐减小图线的斜率减小，运动员做加速度逐渐减小的减速运动，选项的减速运动，选项 D D 正确正确（二）填空题（二）填空题9. 0.236 10 【解析】试题分析：在人的反应时间内直尺做自由落体运动，有，解

9、得 ；2102xgt2xtg反应时间最长为，需要直尺的长0.4ts221110 0.40.88022xgtmcm；自由落体运动从计时开始连续相等时间的位移为1:4:9:16，而相等时间内的位移为 1:3:5:7，故长度不相等。11.【11.【解析解析】 （1 1）直杆下端）直杆下端 B B 穿过圆筒的时间是穿过圆筒的时间是 B B 自由下落到自由下落到 C C点（自由下落点（自由下落 h h）起到）起到 B B 下落到下落到 D D 点（自由下落点（自由下落 h+bh+b）所用的时间）所用的时间12 / 17由而求得由而求得 B B 自由下落到自由下落到 C C 点的时间点的时间2 21gtx

10、 hx ght21同理，B 下落到 D 点的时间为gbht)(22故 B 穿过圆筒的时间为gh gbhttt2)(212（2）整个直杆 AB 穿过圆筒的时间是 B 自由下落到 C 点（自由下落 h）起到 A 下落到 D 点（自由下落 h+b+a）所用的时间 由以上解答可得，整个直杆 AB 穿过圆筒的时间为gh gabht2)(212.12. 【解析解析】(1)】(1)此处的电磁铁起条形磁铁的作用，故应选用此处的电磁铁起条形磁铁的作用，故应选用直流电源，选项直流电源，选项 A A 错误用直尺测量电磁铁下端到错误用直尺测量电磁铁下端到 M M 的竖直距离再的竖直距离再减去小球的直径作为小球下落的高

11、度，选项减去小球的直径作为小球下落的高度，选项 C C 错误错误13 / 17(2)1 个小球下落的时间为 0.65 s，根据 Hgt2，代入数据计算得 g9.4 m/s2.(3)减小长度测量误差的办法是增加小球下落的高度防止偶然误差的办法是多次重复实验，结果取平均值其他答案只要合理也可(4)由 H1g 和 H2g(T2 nt)2可得 g，因此可以消去 t 的影响（三三）计计算算题题1 13 3. .【解解析析】 ( (1 1) )设设弹弹性性球球第第一一次次下下落落过过程程中中的的加加速速度度大大小小为为 a a1 1，由由图图知知 a1 m/s28 m/s2 根据牛顿第二定律，得 mgfm

12、a1 故 fm(ga1)0.2 N (2)由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为 v14 m/s， 设球第一次离开地面时的速度大小为 v2，则 v2v13 m/s 第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为 a2，则 mgfma2 得 a212 m/s2 于是，有 0v2a2h解得 h m.14.14. 【解析解析】（1 1）两物体的加速度均为）两物体的加速度均为 g g，方向竖直向下，设，方向竖直向下，设甲下落时间甲下落时间 t t 时二者相遇时二者相遇. .则则. .221115(1)22gtg t解得 t=2s，此时两物体离地高度2145252Hgtm（2）以甲下落的初位置为坐标原

13、点，下落时刻为计时起点，竖直向下为正方向，设时刻 t 甲乙的位置坐标分别为、，则1y2y14 / 1701s 内两物体的竖直距离随时间的关系为22 11115151552yygtt=10m，12s 内两物体的竖直距离随时间的关系为=10m22 2211115(1) 20 10t22yyyg tgt设经过 T 时间甲落地，则，解得 T=3s21452gT设乙在空中运动时间为，则，解得=sT21302gTT623s 内两物体的竖直距离随时间的关系为22 3121115(1) 10t 2022yyygtg t=-10m3（+1）s 内两物体的竖直距离随时间的关系为6则图象如下15.【15.【解析解析

14、】 （1 1）B B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有21 2hgt代入数据解得0.6ts（2）设细绳绷直前瞬间 B 速度大小为 vB，有Bvgt细绳绷直瞬间，细绳张力远大于 A、B 的重力，A、B 相互作用，由动量守恒得()BBABm vmmv之后 A 做匀减速运动，所以细绳绷直瞬间的速度即为最大速度，联立式，代入数据解得v2/vm s15 / 17（3）细绳绷直后，A、B 一起运动，B 恰好可以和地面接触，说明此时 A、B 的速度为零，这一过程中 A、B 组成的系统机械能守恒，有21()2ABBAmmvm gHm gH代入数据解得0.6Hm 四四

15、 选做题选做题 16.【16.【解析解析】设燃料用完时火箭的速度为设燃料用完时火箭的速度为 v1v1，所用时间为，所用时间为 t1.t1.火火 箭的上升运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第箭的上升运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第 二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点 (1)对第一个过程有 h1t1，代入数据解得 v120 m/s. (2)对第二个过程有 h2，代入数据解得 h220 m 所以火箭上升离地面的最大高度 hh1h240 m20 m60 m. (3)(3)方法一方法一 分段分析法分段分析法 从燃料用完到运动至最高点的

16、过程中，由 v1gt2 得 t2 s2 s 从最高点落回地面的过程中，hgt32，而 h60 m，代入得 t32 s 故总时间 t 总t1t2t3(62) s. 方法二方法二 整体分析法整体分析法 考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程，以竖直向上为正方向， 全过程为初速度 v120 m/s、加速度 g10 m/s2、位移 h40 m 的匀变速直线运动，即有 hv1t gt2，代入数据解得 t(22) s 或 t(22) s(舍去)，故 t 总t1t(62) s.*17.*17.每碰撞一次后所做竖直上抛运动，可分为上升和回落两个每碰撞一次后所做竖直上抛运动，可分为上升和回落两个阶段，不计空气阻力

17、，这两段所用时间和行程相等阶段，不计空气阻力，这两段所用时间和行程相等.小球原来距桌面高度为 4.9 m，用 h0 表示，下落至桌面时的速度 v0 应为：16 / 17v0=9.8 m/s.下落时间为：t0=1 s.9 . 48 . 9220gh8 . 9/9 . 42/20gh首先用演绎法：小球第一次和桌面碰撞，那么，第一次碰撞桌面后小球的速度：v1=v07/9 m/s.第一次碰撞后上升、回落需用时间：2t1=2v1/g=(2v0/g)7/9=27/9 s.小球第二次和桌面碰撞，那么，第二次碰撞桌面后小球的速率：v2=v17/9=(v07/9)7/9=v0(7/9)2 m/s.第二次碰撞后上

18、升、回落需用时间：2t2=2v2/g=2(7/9)2.再用归纳法：依次类推可得：小球第n 次和桌面碰撞后上升，回落需用时间：2tn=2(7/9) n (s)所以小球从开始下落到经 n 次碰撞后静止所用总时间为：T=t2+2t1+2t2+2tn=1+27/9+2(7/9)2+2(7/9)n=1+27/9+(7/9)2+(7/9)n括号内为等比级数求和，首项 a1=7/9,公比 q=7/9,因为|q|1,所以无穷递减等比级数的和为：,所以 T=1+27/2=8 s.27 9/719/7 11 qa18.【18.【解析解析】（1 1）运动员打开伞后做匀减速运动，由）运动员打开伞后做匀减速运动，由 v

19、22-v12=2as2v22-v12=2as2可求得运动员打开伞时的速度为可求得运动员打开伞时的速度为 v1=60v1=60 m/sm/s，运动员自由下落距离，运动员自由下落距离17 / 17为为 s1=v12/2g=180s1=v12/2g=180 m m，运动员离开飞机时距地面高度为，运动员离开飞机时距地面高度为 s=s1+s2=s=s1+s2= 305305 m.(2)m.(2)自由落体运动的时间为自由落体运动的时间为 t1=6t1=6 s s，打开伞后运动的时间为，打开伞后运动的时间为t2=3.85t2=3.85 s,s,离开飞机后运动的时间为离开飞机后运动的时间为 t=t1+t2=9.85t=t1+t2=9.85 ssgv1 avv12