一轮作业手册：第3讲自由落体运动和竖直上抛运动(基础热身+能力提升+挑战自我,含解析)

课时作业(三) [第3讲自由落体运动和竖直上抛运动]根底热身伽利略对自由落体运动的争论，开创了争论自然规律的科学方法，这就( A．对自然现象进展总结归纳的方法B．用科学试验进展探究的方法C．对自然现象进展总结归纳，并用试验进展验证的方法D．抽象思维、数学推导和科学试验相结合的方法某中学生身高1.70m，在学校运动会上参与跳高竞赛，承受背跃式，身体横着越过2.10m的横杆，获得了冠军，据此可以估算出他跳起时竖直向上的速度为( )A．7m/s B．6m/sC．5m/s D．3m/s3．2023·山大附中月考一个物体从某一高度做自由落体运动，它第一秒内的位移恰为它最终一秒内位移的一半，g取10m/s2，则它开头下落时距地面的高度为( )A．5m B．11.25mC．20m D．31.25m从地面竖直上抛物体A，同时在某高度有一物体B自由落下，两物体在空中相遇时的速率相等，则( )物体A的上抛初速度大小是两物体相遇时速率的2倍相遇时物体A已上升的高度和物体B已下落的高度一样物体A和物体B落地时间相等物体A和物体B落地速度相等技能强化从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将( )A．保持不变B．不断增大C．不断减小D．有时增大，有时减小从足够高处释放一石子甲经0.5s，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，以下说法中正确的选项是( )它们间的速度差与时间成正比B0.5s乙石子还在空中运动C．它们在空中运动的时间一样D．它们在空中运动的时间与其质量无关7．2023·福建六校联考一位同学在某星球上完成自由落体运动试验：让一个质量为2kg的小球从肯定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则( A．物体在2s末的速度是2.0m/s5s3.6m/s2s20m5s50m8．2023·淮北一模木星的一个卫星—1上面的珞玑火山喷发时，火山喷发出的岩块250km1000s1外表几百千米1的重力加速度g1木卫g 与地球外表重力加速度g(g＝10m/s2)的关系是( )木卫＝gA．g ＝g B．＝g木卫 木卫 2＝C．g 1g D．g ＝1g＝木卫 5 木卫 20小球在t＝0时刻从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其v－t图象如图K3－1所示，则由图可知( )K3－15m/s3m/s0.45m1.25mK3－2A.2ag2bg用如图K3－2所示的方法可以测出一个人的反响时间．甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方，乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的预备，但手没有遇到尺子．当乙同学看到甲同学放开尺子时，马上捏住尺子，乙同学觉察捏住尺子刻度为b的位置．重力加速度为g，a、bA.2ag2bgB.2〔b－a〕g2〔b－a〕gC. g D.一小球竖直向上抛出，先后经过抛出点的上方h＝5m处的时间间隔Δt＝2s，则小球的初速度v0为多少？小球从抛出到返回原处所经受的时间是多少？5滴正欲滴下时，1321mK3－22点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子，请问：此屋檐离地面多高？滴水的时间间隔是多少？K3－2挑战自我11m/s的速度竖直向上抛出，物体冲过井口时被人接1s4m，方向向上，不计空气阻力，g10m/s2，求：(1)物体从抛出到被人接住宅经受的时间；(2)此竖直井的深度．根底热身

专题(一) [专题1 运动图象]1．2023·江西三校联考以下所给的图像中能反映做直线运动物体不会回到初始位置的是( ) Z1－12．2023·唐山一模甲、乙两辆汽车从同一点动身向同一方向行驶，它们的v－t图象如图Z1－2所示．以下推断正确的选项是( )Z1－2在t时刻以前，乙车始终在甲车的前面1在t时刻以前，乙车的速度始终比甲车的大1在t时刻以前，乙车的速度始终比甲车增加的快1在t时刻两车第一次相遇13．2023·—时间图象如图Z1－3所示，甲车图象为过坐标原点的倾斜直线，乙车图象为顶点在坐标原点的拋物线，则以下说法正确的选项是( )Z1－3A．甲、乙之间的距离先增大、后减小，然后再增大B．0～t时间段内，乙的平均速度大于甲的平均速度1C．t2倍1t2D．0～t21

时间段内，1时刻甲、乙距离最大4．2023·Z1－4v－t图象，则以下说法错误的选项是( )Z1－44s末相距最远5s末相遇4s内甲物体总在乙物体的前面2.5s时相距最远技能强化5．2023·衡水质检图Z1－5是甲、乙两物体做直线运动的v－t图象．以下表述正确的选项是( )Z1－5A．乙做匀加速直线运动B．0～1s内甲和乙的位移相等C．甲和乙的加速度方向一样D．甲的加速度比乙的小6．2023·东北三校联考从同一地点同时开头沿同始终线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度－时间图象如图Z1－6所示．在0～t时间内，以下说法中正确的选项是( )2图Z1－6A．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小B．在第一次相遇之前，t时刻两物体相距最远1C．t时刻两物体相遇2v＋vD．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是12 27．2023·Z1－710m/s的速度匀速驶向路口，当行驶至距20m3s熄灭．而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处，则汽车运动的速度(v)－时间(t)图象可能是() Z1－78．2023·10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6m20m/s的初速度竖直上抛，假设g10m/s2，不计空气阻力，则以下说法正确的选项是()A．石子肯定能追上气球B．石子肯定追不上气球C9m/s1s末追上气球D7m/s，其余条件不变，则石子在到达最高点时追上气球9．2023·Z1－8v－t图象，由图可知这个质点的运动状况是( )Z1－8A5s做的是匀速运动B．5s～15s1m/s2C．15s～20s内做匀减速运动，加速度为－3.2m/s2D15s末离动身点最远，20s末回到动身点一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，AB＝BC.AB段加速度v＋v为a，在BC段加速度为a，且物体在B点的速度为v＝A C，则( )1 2 B 2A．a>a1 2B．a＝a1 2C．a<a1 2D．不能确定挑战自我巢中心的距离L＝1mA点处时，速度是v＝2cm/s.试问蚂蚁从A点爬到与距蚁巢中心1 1L＝2mB点所需的时间为多少？2试验(一) [试验1 争论匀变速直线运动]1．在“争论匀变速直线运动”的试验中，使用电磁打点计时器(所用沟通电的频率为50Hz)得到如图S1－1出来，以下表述正确的选项是( )S1－1A．试验时应先放开纸带再接通电源B．(x－x)等于(x－x

)5倍6 1 2 1C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s2．在“争论匀变速直线运动”的试验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号计数点序号计数点对应的时刻(s)通过计数点时的速度(cm/s)1234560.10.20.30.40.50.644.062.081.0100.0119.0138.0为了算出加速度，合理的方法是( )Δv由任意两个计数点的速度用公式a＝算出加速度Δt依据试验数据画出t图，量出其倾角，由公式＝tan算出加速度Δv依据试验数据画出v－t图，由图线上间隔较远的两点所对应的速度，用公式a＝Δt算出加速度依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度3．2023·芜湖模拟图S1－2为记录小车运动状况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1s.S1－2在如图S1－3所示的坐标系中作出小车的v－t图线．S1－3将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是 cm/s，此速度的物理意义是．4．如图S1－4所示，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间的距离为d.S1－4Δ 当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间t和tΔ 1 2度a＝ ．为减小试验误差，可实行的方法是( A．增大两挡光片宽度b减小两挡光片宽度b增大两挡光片间距d减小两挡光片间距d5．2023·S1－5水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02s.甲乙S1－5从纸带上记录的点迹状况可知，A、E两点迹之间的距离为 cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为 m/s；小车在薄布面上运动的加速度大小为 m/s2.6．2023·东莞模拟在“争论匀变速直线运动”的试验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)S1－650Hz的低压沟通电源．他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点O对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在下表中．线段OAOBS1－6OCODOEOF数据/cm0.541.532.924.767.009.40由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，如下表所示，则表中E点的速度应当为 m/s.各点速度各点速度数据/(×10－2m/s)vAvBvCvD7.7012.016.220.4试依据表格中数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标系中作出v－t图象，并从图象中求得物体的加速度a＝ m/s2(取两位有效数字)．图S1－77．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为抱负的纸带，已在每条5个计时点取好了一个计数点，即两个计数点之间的时间间隔为0.1s，依打点先0、1、2、3、4、5.由于不留神，纸带被撕断了，如图S1－8所示．请依据给出的A、B、C、D四段纸带答复：(填字母)S1－8从纸带A上撕下的那段应当是B、C、D三段纸带中的 ．打A纸带时，物体的加速度大小是 8．在做“争论匀变速直线运动”的试验中：如图S1－9所示是某同学由打点计时器得到的一条清楚纸带，纸带上两个相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02s，其中x＝7.05cm、x＝1 27.68cm、x＝8.33cm、x＝8.95cm、x＝9.61cm、x＝10.26cm.3 4 5 6S1－9下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打D、E两点时小车的瞬时速度．位置位置速度(m·s－1)B0.737C0.801DEF0.994以A点为计时起点，在图S1－10中画出小车的速度－时间关系图线．S1－10依据你画出的小车的v－t关系图线计算出的小车的加速度a＝ m/s2.课时作业(三)1．D[解析]伽利略对运动的争论，通常包括以下几个方面的要素：通过对现象的一般观看，提出假设，运用规律(包括数学)推理得出推论，通过试验对推论进展检验，最终对假设进展修正和推广．伽利略对自由落体运动的争论也是如此，故正确选项为D.2．C[解析]0.85mh＝2.10m－0.85m＝1.25m，把他的运动看做竖直上抛运动，可估算出他起跳时竖直向上的速度约为v＝2gh＝5m/s.3．B [解析]设物体在最终一秒的初速度为v，则最终一秒内位移为x＝vt

1 2＝v＋1 1 x

＋2gtg；而第一秒内的位移为x＝g，而x＝，解得v＝5m/s.则物体做自由落体运动的时间t2 0 2 0 2v 1＝g＋1s＝1.5s，则下落高度h＝2gt2＝11.25m，选项B正确．4．AD [解析]从竖直上抛运动速度的对称性可知，AB物体自由下落的高度一样，因此两物体落地速度相等，选项D正确；相遇时刻为B下落的中间0＋v时刻，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得：v＝ 0，即v＝2v，选2 0A0的匀变速直线运动的规律可知，B下落高度与A上上升度之比为1∶3，选项B错误；同时可知A运动时间为B运动时间的两倍，选项C错误．5．B [解析]1粒石子运动的时间为ts2粒石子运动的时间为(t－1)s，则经过时间ts，两粒石子间的距离为Δh 1 2 1 －1)2＝gt 1g，可见，两粒石子间的距离＝2gt－2g(t －2t的增大而增大，故B正确．6．CD [解析]错误；由于两石子下落0.5s乙石子刚好落地，B错误，C正确由于不计空气阻力由t＝ 2h

D正确．g7．D [解析]设星球的重力加速度为g，小球自由下落，在第5s内的位移是18m，1 1可得gt2－gt2＝18m，其中t＝4s，t＝5s，解得g＝4m/s2.2s末的速度是v＝gt2 5 2 4 4 5 2 2＝8m/s，选项A错误；小球在第4s末的速度v＝at＝16m/s5s末的速度v＝at＝4 4 5 5v＋v20m/s，小球在第5s内的平均速度v＝42 5＝18m/s，选项B错误；小球在前2s内的位1 1移是g2＝81s内的位移是g2＝22s内的位移是82＝6，2 2 2 1选项C5s

1 2＝50m，选项D正确．2内的位移是gt258．C [解析]1000s，石头上升或下落时间为500s，依据h＝1

t2，解得g

＝2m/s2，C正确．木卫9．AC [解析]由图可知：小球下落的最大速度为5m/s，弹起的初速度为3m/s，选项A正确，选项B错误；弹起的最大高度为时间轴下三角形的面积，即为0.45mC正确，选项D错误．10．C [解析]依据自由落体运动的规律，尺子下落(a－b)高度对应的时间即乙同学的1 2〔a－b〕反响时间．由公式h＝2gt2得t＝ g ，选项C正确．2211．10 m/s 2 s22[解析]依据题意，画出小球运动的情景图，如下图．小球先后经过A点的时间间隔ΔtΔt＝2s，依据竖直上抛运动的对称性，小球从A点到最高点的时间t＝＝1s，小球在A点处的速度v＝gt＝10m/s；A 1OAv2－v2＝－2gx，解得v

2＝102

1 2m/s；A 0 0小球从O点上抛到A点的时间v－v 10－10 2t＝A 0＝ s＝( 2－1)s2 －g －10依据对称性，小球从抛出到返回原处所经受的总时间2t＝2(t＋t)＝2 s.21 212．(1)3.2m (2)0.2s[解析]设屋檐离地面高度为h，滴水的时间间隔为T.2滴水的位移为＝g(3T)h 1＝g(3T)2 23滴水的位移为＝g(2T)h 1＝g(2T)3 2h－h＝1m2 3由以上各式解得T＝0.2s则屋檐高h 1 2＝3.2m.＝2g(4T)13．(1)1.2s (2)6m[解析](1)1s时的速度为v，由竖直上抛运动规律有1x＝vt 1 21－2gtv1＝9m/s接住前的运动时间为v－v 11－9t＝0 1＝ s＝0.2s1 g 10从抛出到被人接住宅经受的时间t＝t＋1s＝1.2s.1—gt—×(2)竖直井的深度H＝vt 1 2＝11×—gt—×

10×1.22m＝6m.0 2 21s内的位移h

1 2＝5m，被人接住前1s5m，＝gt＝gt可知物体是在通过最高点后返回的过程中被接住．专题(一)1．BAB [解析]由速度图象与时间轴所夹面积表示位移可知，在t 时刻以前，乙车始1终在甲车的前面，且乙车的速度始终比甲车的大，选项A、B正确；由速度图象的斜率表示加速度可知，在t时刻以前乙车的加速度渐渐减小，最终为零，甲车加速度恒定，选项C1错误；在t时刻两车第一次速度相等，选项D错误．1ACD [解析]由题中的位移－时间图象可知，甲、乙之间的距离先增大、后减小，A正确；t时刻，甲、乙位移相等，0～t时间段内，甲、乙的平均速度1 1相等，选项B错误；乙车图线为顶点在坐标原点的拋物线，故乙车做初速度为零的匀加速vt直线运动，在t时刻，甲车位移x＝vt，乙车位移x＝21，依据t时刻甲、乙位移相等，1 1 111

2 2 12vv＝2vC正确；由at2＝vt可得乙车加速度a＝10～t

时间段内，当甲、2 1 2 1 11 t 11t t乙距离最大时，at＝v，解得t＝11时刻甲、乙距离最大，选项D正确．1 2 24．A [解析]甲、乙运动的位移可由速度图象与时间坐标轴所围的面积表示，且两物ABC、D正确．5．A[解析]甲、乙两物体在速度图象里的图线都是倾斜的直线，故两物体都做匀变对，C错；在速度图0～1s内甲的位移大于乙的位移，B错；图线斜率表示加速度，故甲的加速度大于乙的加速度，D错．6．B[解析]所以Ⅰ物体所受合外力不断减小，A0～t1时间内，Ⅱ物体的速度始终大于Ⅰ物体B正确；在速度－时间图象中图线与时间轴所围面积表示位移，而在0～t2时间内，Ⅰ物体速度图线所围面积大于Ⅱ物体速度图线所围面积，两物体平均速度不行能一样，C、D错误．7．C[解析]汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处，故汽车在3s20m，由速度图象与时间轴所夹面积表示位移可知汽车运动的速度(v)－时间(t)C.BC[解析]20m/s1s10m/s，此10m15m，石子未能追上气球，此时石子速度小于气球速度，石子肯定追不上气球，A错误，B正确；同理，C正确，D错误．AC[解析]5s质点做的是匀速运动，A正确；5s～15s内质点做匀0.8m/s2，B错误；15s～20s3.2m/s2，C正确；质点始终做方向不变的直线运动，在20s末离动身点最远，D错误．10．C [解析]依题意作出物体的v－t图象，如下图．图线下方所围成的面积表示物体的位移，由几何学问知图线②、③不满足AB＝BC.只能是①这种状况．由于斜率表示加速度，所以a<a，选项C正确．1 211．75s [解析]假设将AB无限分割，每一等分可看作匀速直线运动，然后求和，这一v与蚂蚁离蚁巢的x

1 x 1

x图象如下图，为一条通过原点的直线．从图上可以看成反比，即v∝

，作出v－

11＋1

L2－L2出梯形ABCD的面积就是蚂蚁从A到B的时间：T＝ (L－L)＝2

1＝75s.2v v 2 1 2Lv1 2 11试验(一)BC [解析]在“争论匀变速直线运动”的试验中选项A4T＝0.1s，选项Dx

(x

－x)等于(x－x)m nx＋x

6 1 2 1的5倍，选项B正确．B点为AC的中间时刻点，有v＝2 3，选项C正确．B 2TΔv2．C [解析]依据任意两个计数点的速度用公式a＝算出加速度的偶然误差较大，Δt选项A错误；v－t与所选标度有关，故由tanαa是不合理的，选项ΔvB错误；由图线上间隔较远的两点对应的速度，利用公式a＝算出的加速度偶然误差小，Δt选项C正确；依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，16组两组数据，偶然误差仍旧较大，选项D错误．3．(1)如下图(2)11.60 打下A点的瞬时速度＋xn x＋＋[解析](1)应用v＝

n 1BCDEF对应的速度为

＝16.50cm/s，n 2T Bv＝21.40cm/s，v＝26.30cm/s，v＝31.35cm/s，v＝36.30cm/sv－t坐标系描点，连C D E F线如下图．(2)由图中可以读出，图线与纵轴交点的纵坐标为11.60cm/s，此速度表示打下A点时小车的瞬时速度．b212 124．(1)2dΔt－Δt (2)BC [解析](1)