2020届高考物理一轮复习 课时作业 第3讲 自由落体运动 竖直方向上的抛体运动

2020届高三物理总复习精品课时作业 第3讲 自由落体运动 竖直方向上的抛体运动1从足够高处释放一石子甲，经0.5 s，从同一位置再释放另一石子乙，不计空气阻力，则在两石子落地前，下列说法中正确的是()A它们间的距离与乙石子运动的时间成正比B甲石子落地后，经0.5 s乙石子还在空中运动C它们在空中运动的时间相同D它们在空中运动的时间与其质量无关【解析】两石子做自由落体运动，设t时刻甲下落的高度h1gt2，则乙下落的高度h1g(t0.5)2，它们之间的距离h1h2g(t0.25)g(t0.5)0.25与乙石子运动的时间(t0.5)不成正比，A错误；由于两石子下落的高度相同，因此下落的时间相同，甲石子落地后，经0.5 s乙石子刚好落地，B错误，C正确；由于不计空气阻力，由t可知，两石子在空中运动的时间与质量无关，D正确【答案】CD2一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的长度，如图所示已知曝光时间为 s，则小石子出发点离A点约为()A6.5 cmB10 mC20 mD45 m【解析】由图可知2 cm0.02 m，AB中点的速度v中20 m/s，由v22gh可得：AB中点到出发点的高度h中20 mhA，故C正确【答案】C3将两个小球分别拴在一根轻绳的两端，一人用手拿住一球将它们从三楼阳台上由静止释放，两球先后落地的时间差为t1；若将它们从四楼阳台上由静止释放，则它们落地的时间差为t2.不计空气阻力，则t1、t2满足()At1t2 Bt1t2Ct1t2 D以上都有可能【解析】时间差等于轻绳长度除以下面小球落地后上面小球运动的平均速度，故t1t2.【答案】C4在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g值归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，此方法能将g值测得很准具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中的O点向上抛小球，从抛出小球至小球又落回抛出点的时间为T2；小球在运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1.由T1、T2和H的值可求得g等于()A.B.C.D.【解析】设小球上升的最大高度为h，由题意知：hg()2，hHg()2，解得：g.【答案】A5一杂技演员用一只手抛接球他每隔0.40 s抛出一球，接到球便立即把球抛出已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看做是竖直方向的运动，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，取g10 m/s2)()A1.6 mB2.4 mC3.2 mD4.0 m【解析】被杂技演员抛出的小球在空中应做竖直上抛运动考虑到空中总有四个小球，其边界情况是：演员手中的球将要被抛出时，空中第4个小球刚到演员的手中，如图所示也就是说，抛出的小球在空中运动的时间是1.6 s再根据竖直上抛运动上升过程和下降过程具有对称性，可知第二个小球抛出后经过0.80 s到达最高点小球到达的最大高度Hgt23.2 m选项C正确【答案】C6跳水是一项优美的水上运动，图甲是2020年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿其中陈若琳的体重约为30 kg，身高约为1.40 m，她站在离水面10 m高的跳台上，重心离跳台面的高度约为0.80 m，竖直向上跃起后重心升高0.45 m到达最高点，入水时身体竖直，当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为0.80 m设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10 m/s2.(结果保留两位有效数字)(1)求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间(2)假设陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2 m处速度变为零，试估算水对陈若琳的阻力大小【解析】(1)陈若琳跃起后可看做竖直向上的匀减速运动，重心上升的高度h10.45 m设起跳速度为v0，则v2gh1，上升过程的时间t1解得：t10.3 s陈若琳从最高处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度h10.45 m，设下落过程的时间为t2，则：hgt解得：t2 s1.4 s陈若琳完成一系列动作可利用的时间tt1t21.7 s.(2)陈若琳的手触及水面到她的重心下沉到离水面约2.2 m处的位移x3.0 m手触及水面时的瞬时速度v设水对运动员的作用力为f，依据动能定理有：(mgf)x0mv2，解得：f1.3103 N.【答案】(1)1.4 s(2)1.3103 N7自同一地点自由下落的A、B两物体，A的质量是B的质量的2倍，B比A晚2 s开始下落忽略空气阻力，取g10 m/s2，下述结论不正确的是()A两物体落地时速度相同B两物体下落所用的时间相同C在A落地前、B下落后的任一时刻，A、B两物体间的距离之差均为20 mD在A落地前、B下落后的任一时刻，A、B两物体的速度之差均为20 m/s【解析】自由落体的运动规律与质量无关，A、B结论正确距离之差hgt2g(t2)2与时间t有关，C结论不正确速度之差vgtg(t2)2g与时间无关，D结论正确综上所述，选C.【答案】C8两物体分别从不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t，第二个物体下落时间为.当第二个物体开始下落时，两物体相距()Agt2 B. C. D.【解析】当第二个物体开始下落时，第一个物体已下落时间，此时离地高度h1gt2g2，第二个物体下落时的高度h2g2，则待求距离hh1h2.【答案】D9小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其vt图象如图所示则由图可知()A小球下落的最大速度为5 m/sB小球第一次反弹后瞬时速度的大小为3 m/sC小球能弹起的最大高度为0.45 mD小球能弹起的最大高度为0.9 m【解析】第0.5 s末小球着地，由图象可知，着地前的瞬时速度为5 m/s，反弹速度为3 m/s，故选项A、B正确因为vt图象和t轴所围的面积即表示小球的位移，故在0.50.8 s内的位移为0.45 m，负号表示方向向上，选项C正确【答案】ABC10某人站在高楼的平台边缘处，以v020 m/s的初速度竖直向上抛出一石子求抛出后石子经过距抛出点15 m处所需的时间(不计空气阻力，取g10 m/s2)【解析】当石块在抛出点上方距抛出点15 m处时，取向上为正方向，则位移x15 mag10 m/s2代入公式xv0tgt2有：1520t(10)t2化简得：5t220t150解得：t11 s，t23 s(注：t11 s对应着石块上升时到达“距抛出点15 m处”时所用的时间，而t23 s则对应着从最高点往回落时第二次经过“距抛出点15 m处”时所用的时间)由于石块上升的最大高度H20 m所以石块落到抛出点下方“距抛出点15 m处”时，自由下落的总高度为：HOB20 m15 m35 m下落此段距离所用的时间为：t s s这样石块从抛出点到第三次经过“距抛出点15 m处”所用的时间为：t32 s s(2) s.【答案】有三个：1 s、3 s、(2) s11甲、乙两位同学在一次做“测量楼的高度”研究性课题时，设计了以下一个方案(假设该方案在实践中能成功)：由甲同学在楼顶自由释放一个小球，而乙同学则通过一数字计时器测量小球通过地面上高1.2 m 的物体P的时间，从而估算楼高(由于小球在经过物体P时，速度的变化和它的瞬时速度相比较，可以忽略不计，因而可以看成是匀速直线运动 .取g10 m/s2)(1)若乙同学测得的实验数据如下表，试估算高楼楼顶到物体P顶端的距离.次数12345时间(s)0.0190.0200.0210.0210.019(2)若甲同学和乙同学开玩笑，以某一初速度竖直向下抛小球，乙同学以为是从静止释放，通过数据最终测得高楼楼顶到物体P顶端的距离大约是180.8 m，试求出甲同学抛球时的速度大小【解析】(1)小球通过物体P的平均时间t0.02 s物体经过P时的速度v m/s60 m/s则楼顶到P顶端的距离h m180 m.(2)设甲同学抛球的初速度为v0，小球到达物体P顶端的速度为vt，则：vv2gh3600v2gh3616联立解得：v04 m/s.【答案】(1)180 m(2)4 m/s