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1、第3單元 自由落體運動和豎直上拋運動
1.在平直軌道上勻加速向右行駛的封閉車廂中,懸掛著一個帶有滴管的盛油容器,如圖所示.當?shù)喂芤来蔚蜗氯斡蜁r(設三滴油都落在車廂底板上),下列說法中正確的是( )
A.這三滴油依次落在OA之間,且后一滴比前一滴離O點遠
B.這三滴油依次落在OA之間,且后一滴比前一滴離O點近
C.這三滴油依次落在OA間同一位置上
D.這三滴油依次落在O點上
2.在輕繩的兩端各拴一個小球，一人用手拿著上端的小球站在3樓的陽臺上，放手后讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時間差為T.如果站在4樓的陽臺上，同樣放手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地的時間差將（
2、 ）
A.不變 B.增大
C.減小 D.無法判斷
3..不計空氣阻力，以一定的初速度豎直上拋的物體，從拋出至回到原點的時間為t，現(xiàn)在在物體上升的最大高度的一半處設置一塊擋板，物體撞擊擋板后以原速率彈回(撞擊所需時間不計)，則此時物體上升和下降的總時間約為（ ）
A.0.5t B.0.4t C.0.3t D.0.2t
4.從足夠高處釋放一石子甲,經(jīng)0.5s,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動的時間成正比
B.甲石子落地后,
3、經(jīng)0.5s乙石子還在空中運動
C.它們在空中運動的時間相同
D.它們在空中運動的時間與其質量無關
5.蹦床運動要求運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中運動.為了測量運動員躍起的高度，訓練時可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計算機上作出壓力—時間圖象，假如作出的圖象如圖所示.設運動員在空中運動時可視為質點，則運動員躍起的最大高度是(g取10 m/s2)（ ）
A.1.8 m B.3.6 m C.5.0 m D.7.2 m
6.將一小物體以初速度v0豎直上拋,若物體所受的空氣阻力的大小不變
4、,則小物體到達最高點的最后一秒和離開最高點的第一秒時間內通過的路程為x1和x2,速度的變化量為Δv1和Δv2的大小關系為( )
A.x1>x2 B.x1Δv2 D.Δv1<Δv2
7.一雜技演員,用一只手拋球,他每隔0.40s拋出一球,接到球便立即把球拋出,已知除拋、接球的時刻外,空中總有四個球,將球的運動看做是豎直上拋運動,球到達的最大高度是(高度從拋球點算起,g取10m/s2)( )
A.1.6m B.2.4m
C.3.2m D.4.0m
8.為了使航天員能適應在失重環(huán)境下的工作和生活,國家航天局組織對航天員進行失重訓練時需要創(chuàng)造出一種失重環(huán)境.航天員乘
5、坐在總質量m=5×104kg的訓練飛機上,飛機以200m/s的速度沿30°傾角勻速爬升到7000m高空時向上拉起,沿豎直方向以v0=200m/s的初速度向上做勻減速直線運動,勻減速的加速度大小為g.當飛機到最高點后立即掉頭向下,沿豎直方向以加速度g做加速運動,在這段時間內創(chuàng)造出完全失重的環(huán)境.當飛機離地2000m高時,為了安全必須拉起,之后又可一次次重復為航天員提供失重訓練.如圖所示,若飛機飛行時所受的空氣阻力F=kv(k=900N·s/m),每次飛機速度達到350m/s后必須終止失重訓練,否則飛機可能失控.(整個運動空間重力加速度g的大小均為10m/s2)求:
(1)飛機一次上下運動為
6、航天員創(chuàng)造的完全失重的時間;
(2)飛機從最高點下降到離地4500m時飛機發(fā)動機的推力.
9.在學習了伽利略對自由落體運動的研究后,甲同學給乙同學出了這樣一道題:一個物體從塔頂落下(不考慮空氣阻力),物體到達地面前最后一秒內通過的位移為整個位移的,求塔高H(取g=10m/s2).
乙同學的解法:根據(jù)h=gt2得物體在最后1s內的位移h1=gt2=5m,再根據(jù)得H=13.9m,乙同學的解法是否正確?如果正確,說明理由;如果不正確,請給出正確解析過程和答案.
10.(2020·青島模擬)如圖所示，A、B兩棒長均為L＝1 m，A的下端和B的上端相距x＝20 m，若A、B同時運動，A做自由落體
7、運動，B做豎直上拋運動，初速度v0＝40 m/s.求：(1)A、B兩棒何時相遇.
(2)從相遇開始到分離所需的時間.
參考答案
1.解析:設油滴開始滴下時車廂的速度為v0,下落的高度為h,則油滴下落的時間為t=,車廂運動的水平距離為x1=v0t+at2,而油滴運動的水平距離為x2=v0t,所以油滴相對于車運動的距離為Δx=at2=是一個定值,即這三滴油依次落在OA間同一位置上,C項正確.
答案:C
2.解析:兩小球都做自由落體運動，可在同一v-t圖象中作出速度隨時間變化的關系曲線，如圖所示.設人在3樓的陽臺上釋放小球后，兩球落地的時
8、間差為Δt1，Δt1=T，圖中陰影部分的面積為Δh；即為一層樓的高度，若人在4樓的陽臺上釋放小球后，兩球落地的時間差為Δt2，要保證陰影部分的面積也是Δh即為一層樓的高度，從圖中可以看出一定有Δt2<Δt1.
答案:C
3.解析: 物體上升到最大高度所需的時間為，把上升的位移分成相等的兩段，自上向下的時間的比為1∶(-1)，物體上升到最大高度的一半所需時間為t1＝，由對稱性，物體從最大位移的一半處下落到拋出點的時間也為t1，故題中所求時間為2t1＝2×≈0.3 t.
答案: C
4.解析:兩石子做自由落體運動,設t時刻甲下落的高度為h1=gt2,則乙下落的高度為h2=g(t-0.5)2
9、,它們之間的距離h1-h2=g[(t-0.5)+0.25],與乙石子運動的時間(t-0.5)不成正比,A項錯誤;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)0.5s乙石子剛好落地,B項錯誤,C項正確;由于不計空氣阻力,由t=可知,兩石子在空中運動的時間與質量無關,D項正確.
答案:CD
5.解析:從題目中的F-t圖象中可以看出，運動員脫離彈性網(wǎng)后騰空的時間為t1＝2.0 s，則運動員上升到最大高度所用的時間為t2＝1.0 s，所以上升的最大高度h＝g＝5.0 m，選項C正確.
答案:C
6.解析:上升的加速度a1大于下落的加速度a2,根據(jù)逆向轉換的方法,上升的最后一秒
10、可以看成以加速度a1從零下降的第一秒,故有:Δv1=a1t,x1=a1t2;而以加速度a2下降的第一秒內有:Δv2=a2t,x2=a2t2,因a1>a2,所以x1>x2,Δv1>Δv2,即A、C兩項正確.
答案:AC
7.解析:當有一個球正在手中時,另三個球的位置關系為一個球在最高點,兩個球在等高點.又因為拋相鄰兩個球之間的時間間隔是0.4s,由物理模型圖可知,每個小球從拋出到最高點的時間為0.8s,所以由h=gt2=×10×0.82m=3.2m可得球到達的最大高度是3.2m.
答案:C
8.解析:(1)上升時間t上==20s
上升高度h上==2000m
豎直下落當速度達到35
11、0m/s時,下落高度
h下==6125m
此時離地高度Δh=h+h上-h下=7000m+2000m-6125m=2875m>2000m
所以t下==35s
飛機一次上下為航天員創(chuàng)造的完全失重時間為
t=t上+t下=20s+35s=55s.
(2)飛機離地4500m>2875m時,仍處于完全失重狀態(tài),飛機自由下落的高度為
h2=2000m+7000m-4500m=4500m
此時飛機的速度v2==300m/s
由于飛機加速度為g,所以推力F推應與空氣阻力大小相等,F推=F=kv2=900×300N=2.7×105N.
答案:(1)55s (2)2.7×105N
9.答案:乙
12、同學的解法不正確.
根據(jù)題意畫出運動過程示意圖如圖所示,設物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時間為t,通過位移為H,物體在(t-1)秒內的位移為h.據(jù)自由落體運動規(guī)律,有H=gt2,h=g(t-1)2.
由題意得.
聯(lián)立以上各式解得H=125m.
10.解析:(1)設經(jīng)過時間t兩棒相遇
由gt2＋(v0t-gt2)＝x，得：t＝＝s＝0.5 s.
(2)從相遇開始到兩棒分離的過程中，A棒做初速度不為零的勻加速直線運動，B棒做勻減速直線運動，設從相遇開始到分離所需時間為Δt，則
(vAΔt＋gΔt2)＋(vBΔt-gΔt2)＝2L，
其中vA＝gt，vB＝v0-gt，
代入后解得：Δt＝＝ s＝0.05 s.
答案:(1)0.5 s (2)0.05 s
湖北省2020屆高考物理一輪復習 3《自由落體運動和豎直上拋運動》試題
