2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè) 第3講 自由落體運(yùn)動 豎直方向上的拋體運(yùn)動

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1、2020屆高三物理總復(fù)習(xí)精品課時作業(yè) 第3講 自由落體運(yùn)動 豎直方向上的拋體運(yùn)動 1．從足夠高處釋放一石子甲，經(jīng)0.5 s，從同一位置再釋放另一石子乙，不計空氣阻力，則在兩石子落地前，下列說法中正確的是(　　) A．它們間的距離與乙石子運(yùn)動的時間成正比 B．甲石子落地后，經(jīng)0.5 s乙石子還在空中運(yùn)動 C．它們在空中運(yùn)動的時間相同 D．它們在空中運(yùn)動的時間與其質(zhì)量無關(guān) 【解析】兩石子做自由落體運(yùn)動，設(shè)t時刻甲下落的高度h1＝gt2，則乙下落的高度h1＝g(t－0.5)2，它們之間的距離h1－h(huán)2＝g(t－0.25)＝g[(t－0.5)＋0.25]與乙石子運(yùn)動的時間(t－0

2、.5)不成正比，A錯誤；由于兩石子下落的高度相同，因此下落的時間相同，甲石子落地后，經(jīng)0.5 s乙石子剛好落地，B錯誤，C正確；由于不計空氣阻力，由t＝可知，兩石子在空中運(yùn)動的時間與質(zhì)量無關(guān)，D正確． 【答案】CD 2．一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌跡的長度，如圖所示．已知曝光時間為 s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)約為(　　) A．6.5 cm　　　B．10 m　　　C．20 m　　　D．45 m 【解析】由圖可知＝2 cm＝0.02 m，AB中點(diǎn)的速度v中＝＝20 m/s，由v2＝2gh可得：AB中點(diǎn)到出發(fā)

3、點(diǎn)的高度h中＝＝20 m≈hA，故C正確． 【答案】C 3．將兩個小球分別拴在一根輕繩的兩端，一人用手拿住一球?qū)⑺鼈儚娜龢顷柵_上由靜止釋放，兩球先后落地的時間差為Δt1；若將它們從四樓陽臺上由靜止釋放，則它們落地的時間差為Δt2.不計空氣阻力，則Δt1、Δt2滿足(　　) A．Δt1＝Δt2 B．Δt1＜Δt2 C．Δt1＞Δt2 D．以上都有可能 【解析】時間差等于輕繩長度除以下面小球落地后上面小球運(yùn)動的平均速度，故Δt1＞Δt2. 【答案】C 4．在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需要精確的重力加速度g值，g值可由實(shí)驗(yàn)精確測定．近年來測g值的一種方法叫

4、“對稱自由下落法”，它是將測g值歸于測長度和時間，以穩(wěn)定的氦氖激光的波長為長度標(biāo)準(zhǔn)，用光學(xué)干涉的方法測距離，以銣原子鐘或其他手段測時間，此方法能將g值測得很準(zhǔn)．具體做法是：將真空長直管沿豎直方向放置，自其中的O點(diǎn)向上拋小球，從拋出小球至小球又落回拋出點(diǎn)的時間為T2；小球在運(yùn)動過程中經(jīng)過比O點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開P點(diǎn)至又回到P點(diǎn)所用的時間為T1.由T1、T2和H的值可求得g等于(　　) A. B. C. D. 【解析】設(shè)小球上升的最大高度為h，由題意知：h＝g()2，h－H＝g()2，解得：g＝. 【答案】A 5．一雜技演員用一只手拋接球．他每隔0.40 s拋出一球，接到球便立即把

5、球拋出．已知除拋、接球的時刻外，空中總有4個球，將球的運(yùn)動近似看做是豎直方向的運(yùn)動，球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起，取g＝10 m/s2)(　　) A．1.6 m　　B．2.4 m　　C．3.2 m　　D．4.0 m 【解析】被雜技演員拋出的小球在空中應(yīng)做豎直上拋運(yùn)動．考慮到空中總有四個小球，其邊界情況是：演員手中的球?qū)⒁粧伋鰰r，空中第4個小球剛到演員的手中，如圖所示．也就是說，拋出的小球在空中運(yùn)動的時間是1.6 s．再根據(jù)豎直上拋運(yùn)動上升過程和下降過程具有對稱性，可知第二個小球拋出后經(jīng)過0.80 s到達(dá)最高點(diǎn)．小球到達(dá)的最大高度H＝gt2＝3.2 m．選項C正確． 【答案】

6、C 6．跳水是一項優(yōu)美的水上運(yùn)動，圖甲是2020年北京奧運(yùn)會跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺上騰空而起的英姿．其中陳若琳的體重約為30 kg，身高約為1.40 m，她站在離水面10 m高的跳臺上，重心離跳臺面的高度約為0.80 m，豎直向上躍起后重心升高0.45 m到達(dá)最高點(diǎn)，入水時身體豎直，當(dāng)手觸及水面時伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作，如圖乙所示，這時陳若琳的重心離水面約為0.80 m．設(shè)運(yùn)動員在入水及在水中下沉過程中受到的水的作用力大小不變．空氣阻力可忽略不計，重力加速度g取10 m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)求陳若琳從離開跳臺到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動作的時間

7、． (2)假設(shè)陳若琳入水后重心下沉到離水面約2.2 m處速度變?yōu)榱?，試估算水對陳若琳的阻力大?。? 【解析】(1)陳若琳躍起后可看做豎直向上的勻減速運(yùn)動，重心上升的高度h1＝0.45 m 設(shè)起跳速度為v0，則v＝2gh1，上升過程的時間t1＝ 解得：t1＝＝0.3 s 陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重心下落的高度h＝10.45 m，設(shè)下落過程的時間為t2，則： h＝gt 解得：t2＝＝ s≈1.4 s 陳若琳完成一系列動作可利用的時間t＝t1＋t2＝1.7 s. (2)陳若琳的手觸及水面到她的重心下沉到離水面約2.2 m處的位移x＝3.0 m 手觸及水面時的瞬

8、時速度v＝ 設(shè)水對運(yùn)動員的作用力為f，依據(jù)動能定理有： (mg－f)x＝0－mv2，解得：f＝1.3×103 N. 【答案】(1)1.4 s　(2)1.3×103 N 7．自同一地點(diǎn)自由下落的A、B兩物體，A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的2倍，B比A晚2 s開始下落．忽略空氣阻力，取g＝10 m/s2，下述結(jié)論不正確的是(　　) A．兩物體落地時速度相同 B．兩物體下落所用的時間相同 C．在A落地前、B下落后的任一時刻，A、B兩物體間的距離之差均為20 m D．在A落地前、B下落后的任一時刻，A、B兩物體的速度之差均為20 m/s 【解析】自由落體的運(yùn)動規(guī)律與質(zhì)量無關(guān)，A、B結(jié)論正確

9、．距離之差Δh＝gt2－g(t－2)2與時間t有關(guān)，C結(jié)論不正確．速度之差Δv＝gt－g(t－2)＝2g與時間無關(guān)，D結(jié)論正確．綜上所述，選C. 【答案】C 8．兩物體分別從不同高度自由下落，同時落地，第一個物體下落時間為t，第二個物體下落時間為.當(dāng)?shù)诙€物體開始下落時，兩物體相距(　　) A．gt2 B. C. D. 【解析】當(dāng)?shù)诙€物體開始下落時，第一個物體已下落時間，此時離地高度h1＝gt2－g2，第二個物體下落時的高度h2＝g2，則待求距離Δh＝h1－h(huán)2＝. 【答案】D 9．小球從空中自由下落，與水平地面相碰后彈到空中某一高度，其v－t圖象如圖所示．則由圖可知(　　

10、) A．小球下落的最大速度為5 m/s B．小球第一次反彈后瞬時速度的大小為3 m/s C．小球能彈起的最大高度為0.45 m D．小球能彈起的最大高度為0.9 m 【解析】第0.5 s末小球著地，由圖象可知，著地前的瞬時速度為5 m/s，反彈速度為－3 m/s，故選項A、B正確．因?yàn)関－t圖象和t軸所圍的面積即表示小球的位移，故在0.5～0.8 s內(nèi)的位移為－0.45 m，負(fù)號表示方向向上，選項C正確． 【答案】ABC 10．某人站在高樓的平臺邊緣處，以v0＝20 m/s的初速度豎直向上拋出一石子．求拋出后石子經(jīng)過距拋出點(diǎn)15 m處所需的時間．(不計空氣阻力，取g＝10 m

11、/s2) 【解析】當(dāng)石塊在拋出點(diǎn)上方距拋出點(diǎn)15 m處時，取向上為正方向，則位移x＝＋15 m a＝－g＝－10 m/s2 代入公式x＝v0t＋gt2 有：15＝20·t＋×(－10)·t2 化簡得：5t2－20·t＋15＝0 解得：t1＝1 s，t2＝3 s (注：t1＝1 s對應(yīng)著石塊上升時到達(dá)“距拋出點(diǎn)15 m處”時所用的時間，而t2＝3 s則對應(yīng)著從最高點(diǎn)往回落時第二次經(jīng)過“距拋出點(diǎn)15 m處”時所用的時間) 由于石塊上升的最大高度H＝20 m 所以石塊落到拋出點(diǎn)下方“距拋出點(diǎn)15 m處”時，自由下落的總高度為： HOB＝20 m＋15 m＝35 m 下落此段距離

12、所用的時間為： t＝＝ s＝ s 這樣石塊從拋出點(diǎn)到第三次經(jīng)過“距拋出點(diǎn)15 m處”所用的時間為：t3＝2 s＋ s＝(2＋) s. 【答案】有三個：1 s、3 s、(2＋) s 11．甲、乙兩位同學(xué)在一次做“測量樓的高度”研究性課題時，設(shè)計了以下一個方案(假設(shè)該方案在實(shí)踐中能成功)：由甲同學(xué)在樓頂自由釋放一個小球，而乙同學(xué)則通過一數(shù)字計時器測量小球通過地面上高1.2 m 的物體P的時間，從而估算樓高．(由于小球在經(jīng)過物體P時，速度的變化和它的瞬時速度相比較，可以忽略不計，因而可以看成是勻速直線運(yùn)動 .取g＝10 m/s2) (1)若乙同學(xué)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，試估算高樓樓頂?shù)轿矬wP

13、頂端的距離. 次數(shù) 1 2 3 4 5 時間(s) 0.019 0.020 0.021 0.021 0.019 (2)若甲同學(xué)和乙同學(xué)開玩笑，以某一初速度豎直向下拋小球，乙同學(xué)以為是從靜止釋放，通過數(shù)據(jù)最終測得高樓樓頂?shù)轿矬wP頂端的距離大約是180.8 m，試求出甲同學(xué)拋球時的速度大?。? 【解析】(1)小球通過物體P的平均時間Δt＝0.02 s 物體經(jīng)過P時的速度v＝＝ m/s＝60 m/s 則樓頂?shù)絇頂端的距離h＝＝ m＝180 m. (2)設(shè)甲同學(xué)拋球的初速度為v0，小球到達(dá)物體P頂端的速度為vt，則：v－v＝2gh＝3600 v＝2gh＝3616 聯(lián)立解得：v0＝4 m/s. 【答案】(1)180 m　(2)4 m/s