2017-2018学年高考物理专题01直线运动备考强化训练3自由落体和竖直上抛新人教

1、强化训练3:自由落体和竖直上抛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4、和竖直上抛运动的公式及其应用。其中第训练，培养学生利用图象解决问题的能力，第空间想象能力。6、7、8、13等题为图象题，通过此类题型的5、11等题为相对运动问题，重点培养学生的、破解依据末速度 V=gt4.推论V2=2gh自由落体2.1.初速度V=03.下落高度h=gt2/2（从VO位置向下计算）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=9.8=10m/S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1 .位移x=

2、Vt-gt2/22.末速度V=Vo-gt（g=9.8=10m/s2）3.有用推论V2-Vo2=-2gx4.上升最大高度H=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）6.（1）全过程处理：是匀减速直线运动（初速度方向竖直向上，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V0=V,速度等值反向，且t上=1下，上升、下落时间相等。*7.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=

3、（X4+X5+X6）-（X1+X2+X3）/9T2,vn（xnxn1）/2,。二、精选习题选择题（每小题5分，共40分）1. （12福建六校联考）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2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m,则（）A.物体在2s末的速度是20m/sB.物体在第5s内的平均速度是3.6m/sC.物体在第2s内的位移是20mD.物体在5s内的位移是50m2. （15山东）距地面高5m的水平直轨道AB两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h,如图。小车始终以4ms的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运

4、动至B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g10ms2。可求得h等于图131A.1.25mB.2.25mC.3.75mD.4.75m3. （14上海）在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v,不计空气阻力，两球落地的时间差为（）A.2VgB.C.2hD.4.(14海南）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，它从抛出点到最高点的运动时间为t 1,再从最高点回到抛出点的运动时间为t 2。1t 11t 0,t 2to,t2t0,t2t1D.t图1325.（11山东）如图133所示，将小球a从地面以

5、初速度V0竖直上抛的同时，将另一h相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在万处相遇（不计空气阻力）.则（）图133A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等6.（16江苏）小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是7. （14重庆）以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体

6、的速率成正比, 实线描述两物体运动的卜列分别用虚线和图 1358. （14广东江门调研）跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下，运动员沿竖直方向运 动的vt图像如图1 36所不，下列说法正确的是 （）图136A.运动员在010s的平均速度大于10m/sB. 15s末开始运动员处于静止状态C. 10s末运动员的速度方向改变D. 1015s运动员做加速度逐渐减小的减速运动填空题（第9、10、11小题4、6、6分、，第12小题10分，共24分）9 （4分）.一条铁链长5m,铁链上端悬挂在某一点，放开后让它自由落下，铁链经过悬点正下方25m处某一点所用的时间是s.（取g=10m/s）10 .【15重庆】同

7、学们利用如题图137所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x,则乙同学的反应时间为（重力加速度为g）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为00.4s,则所用直尺的长度至少为cm（g取10m/s2）;若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是的（选填“相等”或“不相等”）.图137*11.如图138所示，悬挂的直杆AB长为a,在B以下h处，有一长为b的无底圆筒CR若将悬线剪断，求：（1）直杆下端

8、B穿过圆筒的时间是s;（2）整个直杆AB穿过圆筒的时间是s.丁眺B12. （13江苏）（10分）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球.当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落.这样，就可测出多个小球下落的总时间.图137接电找(1)在实验中，下列彳脱法正确的有.A.电路中的电源只能选用交流电源B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D.手动敲击M的同

9、时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H=1.980m,10个小球下落的总时间T=6.5s.可求出重力加速度g=m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法.(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间At磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差At,这导致实验误差.为此，他分别取高度H和H2,测量n个小球下落的总时间Ti和T2.他是否可以利用这两组数据消除At对实验结果的影响？请推导说明.计算题(共36分)13. (12安徽)(10分)质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过3程对应的v-t图象如

10、图所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的4.设球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10m/s2,求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；图13914. （14襄阳四中模拟）（10分）甲、乙两物体，甲的质量为1kg,乙的质量为0.5kg,甲从距地45m高处自由落下，1s后乙从距地30m高处自由落下，不计空气阻力.（重力加速度g取1010m/S2）（1）两物体等高时离地多高？（球落地后立即原地静止，规（2）定量画出两物体间的竖直距离随时间变化的图象.定甲开始下落时刻为计时起点.）图131015. （17天津）（16分）如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计

11、的光滑定滑轮两侧，质量分别为m=2kg、m=1kg。初始时A静止与水平地面上，B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8m（未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，AB以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10m/s2。（1） B从释放到细绳绷直时的运动时间t;（2） A的最大速度v的大小；（3）初始时B离地面的高度H。图1311（四）选做题16. （12分）某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动.火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g=10m/s2,求：(1)燃料恰好用完

12、时火箭的速度；(2)火箭上升离地面的最大高度；(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间.*17.一弹性小球自4.9m高处自由落下，当它与水平桌面每碰撞一次后，速度减小到碰前的7/9，试计算小球从开始下落到停止运动所用的时间18.(12分)跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距离地面125m时打开降落伞，伞张开后运动员就以14.3m/s2一.2 24=18 m,其中 14 = 4 s , t5= 5 s,解得 g = 4 m/s .物体在 2 s 末的速度是 V2=gt2= 8 m/s , 选项A错误；物体在 4 s末的速度 V4= at4= 16 m/s ,在5秒末的速

13、度 V5=at5=20 m/s ,物 体在第5 s内的平均速度是 V = v2Y= 18 m/s ,选项B错误；物体在前2 s内的位移是2gt21 . 2=8 m,物体在第1 s内的位移是2gt 1= 2 m,物体在第 2 s内的位移是 8 m 2 m=6 m,选 项C错误；物体在5 s内的位移是2gt2 = 50 m,选项D正确.2.A.【解析】小车上的小球落地的时间t1 2H/g，小车从A到B的时间t2 d/v;悬挂的另一小球下落的时间t32h/g ；根据题意可得t t2 t3 ,即的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为5m/s,问：(1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少？(2)离开飞机

14、后，经过多少时间才能到达地面?(g=10m/s2)三、参考答案(一)选择题1.D12【解析】设星球的重力加速度为g,由自由下洛在第5s内的位移是18m,可得fgt5-2H/gd./vJ2h/g,不难求出h1.25m,故正确答案选A3.A.【解析】竖直上抛与竖直下抛的两个小球开始离地高度相同、初速度大小相同，则两球落地的时间差等于竖直上抛小球从上抛到落回抛出点的时间，即At=2v,故选项A正确。g4.B.【解析】物体在上升和下降过程中的位移h相同，但由于空气阻力的作用，在上升过程中的加速度aig,下降过程中的加速度a2g,根据h=1at2可知,tit2；如果没有空气阻力,ao=g,2根据v=at

15、可知,tig,当v=0时，物体运动到最高点，此时a=-g,而B、C图像的斜率的绝对值均小于g,故RC错误，D正确.8.AD【解析】由图可知，运动员在010s的位移大于其在这段时间内做匀加速运动（位移一20为曲线，不是自由落体运动）的位移，则平均速度大于-m/s=10m/s,选项A正确；15s后速度的大小恒定，运动员做匀速运动，选项B错误；10s末的速度最大，方向不变，选项C错误；1015s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D正确.（二）填空题9.0.236一1C10【解析】试题分析：在人的反应时间内直尺做自由落体运动，有x01gt2,解得t沪；反应时间最长为t0.4s,需要

16、直尺的长1 21/cc2ccx-gt-100.40.8m80cm；2 2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 .【解析】（1）直杆下端B穿过圆筒的时间是B自由下落到C点（自由下落h）起到B下落到D点（自由下落h+b）所用的时间,12.一由xgt而xh求得B自由下落到C点的时间2同理，B下落到D点的时间为t2（hb）t2.g故B穿过圆筒的时间为（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自（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12 .【解析】（1）

17、此处的电磁铁起条形磁铁的作用，故应选用直流电源，选项A错误.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离再减去小球的直径作为小球下落的高度，选项C错误.（2）1个小球下落的时间为0.65s,根据H=2gt：代入数据计算得g=9.4m/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.其他答门案只要合理也可.,1T1由H=2gn-At22n(h一x/nt)可得g=号一，因此可以消去at的影响.(TiT2)(三)计算题13.【解析】(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为ai,由图知ai=之m/s2=8m/s2At0.5根据牛顿第二定律，得mg-f=

18、ma故=rmgai)=0.2N(2)由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为vi=4m/s,设球第一次离开地面时的速度大小为V2,则3V2=-vi=3m/s4第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2,则mgf=ma2得a2=i2m/s于是，有0-v2=-2a2h-，r3解得h=-m.8i4.【解析】(i)两物体的加速度均为g,方向竖直向下，设甲下落时间t时二者相遇.则1gt2i5-g(ti)2.22解得t=2s,此时两物体离地高度H45工gt225m2(2)以甲下落的初位置为坐标原点，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必、y2,则07s内两物体的竖直距

19、离随时间的关系为/i2,2,一yii5yii5；gt2i55t2=i03i2s内两物体的竖直距离随时间的关系为i2i2V2V2yi5g(ti)2gt22010t=i0m22设经过T时间甲落地，则45gT2,解得T=3s2设乙在空中运动时间为，则301gT2,解得T=J6s23s内两物体的竖直距离随时间的关系为i2i2当yiy22gti52g(ti)10t20=-i0m3(6+Ds内两物体的竖直距离随时间的关系为一1,、2-,-2y445y245152g(t1)2510t5t则图象如下15.【解析】(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有1 2_h-gt2代入数据解得t0.6s(2)设细绳

20、绷直前瞬间B速度大小为vb,有Vbgt细绳绷直瞬间，细绳张力远大于AB的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mBVB(mAmB)v之后A做匀减速运动，所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度，联立式，代入数据解得v2m/s(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1,、2一(mAmB)vmBgHmAgH2代入数据解得H0.6m四选做题16.【解析】设燃料用完时火箭的速度为V1,所用时间为t1.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，第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点.V1(1)对第一个过程有h1=t

21、1,代入数据解得V1=20m/s.2V1(2)对第二个过程有h2=-,代入数据解得h2=20m2g所以火箭上升离地面的最大高度h=h1+h2=40m+20m=60m.(3)方法一分段分析法从燃料用完到运动至最高点的过程中，由V1=gt2得_V1_ 202 g 10 s=2 s从最高点落回地面的过程中,h=1gt32,而h=60m,代入得t3=23s故总时间t总=，+12+13=(6+2，3)s.方法二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v=20212m/s、加速度g=10m/s、位移h=40m的匀变速直线运幼)即有h=vit2gt,代入数据解得t=(2+243)s或t=(2243)s(舍去)，故t总=匕+1=(6+解)s.*17.每碰撞一次后所