高中物理 第一章 第三节 竖直方向的抛体运动课时作业 粤教版必修2

第三节竖直方向的抛体运动1．把物体以一定的初速度v0沿着竖直方向向下抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫____________运动．竖直下抛运动是初速度为v0，加速度为______的匀加速直线运动，其速度公式为v＝________，位移公式为s＝________.2．竖直下抛运动可以看成是竖直向下的匀速直线运动和____________运动的合运动．3．把物体以一定的初速度v0沿着竖直方向向上抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫____________运动．竖直上抛运动是初速度为v0，加速度为______的匀减速直线运动，其速度公式为v＝________，位移公式为s＝________.4．竖直上抛运动可以看成是竖直向上的____________运动和自由落体运动的合运动．5．竖直上抛运动的物体所到达的最大高度为________，上升到最大高度所用时间为________．6．竖直上抛运动的处理方法①分段法：上升过程是初速度为________、加速度为______的匀减速直线运动，下落阶段是________________．②整体法：将全过程看作是初速度为v0、加速度为______的匀变速直线运动．匀变速直线运动的公式直接用于全过程．【概念规律练】知识点一竖直下抛运动1．关于竖直下抛运动，下列说法正确的是()A．下落过程是加速运动，加速度越来越大B．下落过程是匀速直线运动C．在下抛时，由于给物体一定的作用力，所以在下落过程中的加速度大于重力加速度D．下落过程中物体的运动是匀变速直线运动2．某同学站在15.0m高的桥上竖直向下扔一石块，石块离开桥面时的速度大小是3.0m/s，不计空气阻力，石块到达水面时的速度大小是多少？(取g＝10.0m/s2)知识点二竖直上抛运动3．关于竖直上抛运动，下列说法正确的是()A．上升过程是减速运动，加速度越来越小，下降过程是加速运动，加速度越来越大B．上升时的加速度小于下降时的加速度C．在最高点速度为零，加速度为零D．无论在上升过程、下降过程、最高点，物体的加速度都是g4．一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过一个较低点a的时间间隔为Ta，两次经过一个较高点b的时间间隔为Tb，则a、b之间的距离为()A.eq\f(1,8)g(Teq\o\al(2,a)－Teq\o\al(2,b)) B.eq\f(1,4)g(Teq\o\al(2,a)－Teq\o\al(2,b))C.eq\f(1,2)g(Teq\o\al(2,a)－Teq\o\al(2,b)) D.eq\f(1,2)g(Teq\o\al(2,a)－Teq\o\al(2,b))【方法技巧练】用分段法和全过程法分析竖直上抛运动5．一物体做竖直上抛运动，它经过抛出点上方0.4m处时，速度是3m/s，它经过抛出点下方0.4m处时，速度应为多少？(g取10m/s2)6．在离地面15m的高处，以10m/s的初速度竖直上抛一小球，求小球落地时的速度和小球从抛出到落地所用的时间．(忽略空气阻力的影响，取重力加速度g＝10m/s2)1．(双选)关于竖直上抛运动，下列说法中正确的是()A．在最高点速度为零，加速度也为零B．上升过程中速度向上，加速度向下C．在最高点速度为零，物体处于平衡状态D．上升到某一高度时的速度与下降到此高度时的速度大小相同2．有关竖直上抛运动，下列说法不正确的是()A．是a＝g的匀变速运动B．可分解为竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动C．可以把从最高点下落的后半段运动看作是自由落体运动D．上升过程的加速度小于下落过程的加速度3．物体自地面做竖直上抛运动后又落回地面，则()A．上抛过程中，加速度方向向上，速度方向向上，相对于抛出点的位移方向向上B．下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下，相对于抛出点的位移方向向下C．在最高点，加速度大小为零，速度大小为零D．到达最高点后，加速度方向不变，速度方向改变4．(双选)从竖直上升的气球上掉下的石块与从同一高度自由下落的石块相比，相等的量是()A．落地时间 B．落地速度C．加速度 D．落地过程中的位移5．做竖直下抛运动的物体，第9s内和第4s内的位移之差为(g取10m/s2)()A．5m B．10mC．25m D．50m6．将一物体以某一初速度竖直上抛，在下面的四幅图中，哪一幅能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系(不计空气阻力)()7．在同一高度将质量相等的两球以大小相等的初速度分别竖直上抛和竖直下抛，则下列说法中不正确的是()A．A、B落地时位移相同B．在运动过程中，A、B的加速度相同C．A、B落地时速度相同D．在整个运动过程中，A、B的速度变化量相同8．(双选)某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2.5s内物体的()A．路程为65mB．位移大小为25m，方向向上C．速度改变量的大小为10m/sD．平均速度大小为13m/s，方向向上9．某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过高度约1.8m的横杆．据此可估算他起跳时竖直向上的速度大约为(g＝10m/s2)()A．2m/s B．4m/sC．6m/s D．8m/s题号123456789答案10.一个人站在楼顶竖直向下抛物块．已知物块离开手的速度是1.0m/s，物块在最后1s内通过的路程是整个楼高的eq\f(8,11)，假设物块出手的位置靠近楼顶，不计空气阻力，求整座楼的高度．(g取10m/s2)11.一人站在44m的铁塔顶上，以1.0m/s的速度竖直向下抛出一个小铁球，铁球出手时距离所站位置1m(不考虑空气阻力，g取10m/s2)．求：(1)铁球下落到距离塔顶3m时，铁球的速度；(2)铁球下落后4s内的位移．12．气球上系一重物，以4m/s的速度自地面匀速上升．当上升到离地面高度h＝9m处时，绳子突然断了．问：(1)重物是否立即下降？重物要经过多长时间才能落到地面？(2)重物落地时的速度是多大？(取g＝10m/s2)第三节竖直方向的抛体运动课前预习练1．竖直下抛gv0＋gtv0t＋eq\f(1,2)gt22．自由落体3．竖直上抛gv0－gtv0t－eq\f(1,2)gt24．匀速直线5.eq\f(v\o\al(2,0),2g)eq\f(v0,g)6．①v0g自由落体运动②g课堂探究练1．D2．17.6m/s解析石块离开手后只受到重力作用．重力方向与石块运动方向相同，都竖直向下，石块将做竖直向下的匀加速直线运动．初速度v0＝3.0m/s，加速度g＝10.0m/s2，位移s＝15.0m，根据位移公式s＝v0t＋eq\f(1,2)gt2，可以求得落地时间t；再根据速度公式vt＝v0＋gt，可求得石块到达水面时的速度大小vt.也可根据2gs＝veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)求vt.vt＝eq\r(2gs＋v\o\al(2,0))＝eq\r(2×10×15.0＋3.02)m/s＝17.6m/s.3．D[在竖直上抛运动中，无论是上升还是下落过程，物体始终只受一个力(重力)作用，由牛顿第二定律可知，物体的重力加速度g在整个过程中是恒定的，故A、B、C选项错，D选项正确．]4．A[由上抛运动时间的对称性可知，物体从a点到最高点的时间为eq\f(Ta,2)，物体从b点到最高点的时间为eq\f(Tb,2)，故a、b之间的距离为Δs＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Ta,2)))2－eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Tb,2)))2＝eq\f(1,8)g(Teq\o\al(2,a)－Teq\o\al(2,b))．]5．5m/s，方向竖直向下解析解法一(分段法)上升过程：设到达抛出点上方0.4m处时还能上升的高度为s1，则s1＝eq\f(v2,2g)＝eq\f(32,2×10)m＝0.45m.下降过程：从最高点处下落到抛出点下方0.4m处时，下落高度s2＝0.45m＋2×0.4m＝1.25m，由veq\o\al(2,t)＝2gs2得vt＝eq\r(2×10×1.25)m/s＝5m/s，方向竖直向下．解法二(全程法)设以向上的方向为正方向，抛出点上方0.4m处的速度为v0，抛出点下方0.4m处的速度为vt，物体在该过程中发生的位移s＝－0.4m－0.4m＝－0.8m，运动中a＝－g.由veq\o\al(2,t)－veq\o\al(2,0)＝2as得veq\o\al(2,t)＝veq\o\al(2,0)＋2as即vt＝±5m/s，由于下落，故vt＝－5m/s，大小为5m/s，方向竖直向下．6．20m/s3s解析解法一(分段法)：取竖直向上的初速度方向为正方向．小球从竖直抛出到落地经历两个过程：上升过程和下落过程．上升过程的时间t1＝eq\f(0－v0,－g)＝eq\f(－10,－10)s＝1s，上升的高度s1＝eq\f(0－v\o\al(2,0),－2g)＝eq\f(－102,－20)m＝5m；下落的总高度s2＝15m＋5m＝20m，自由下落的时间t2＝eq\r(\f(2s2,g))＝eq\r(\f(2×20,10))s＝2s小球落回到地面经历的总时间t＝t1＋t2＝1s＋2s＝3s小球落回到地面时的速度v＝eq\r(2gs2)＝eq\r(2×10×20)m/s＝20m/s.解法二(全程法)：将小球竖直上抛运动的整个过程作为一个整体，取初速度的方向即竖直向上的方向作为正方向，加速度为重力加速度，方向竖直向下，所以a＝－g.已知v0＝10m/s，s＝－15m.小球落地时的速度vt＝±eq\r(v\o\al(2,0)＋2as)＝±eq\r(102＋2×－10×－15)m/s＝±20m/s由于小球落地时的速度方向竖直向下，所以取vt＝－20m/s小球从抛出到落地所用时间t＝eq\f(vt－v0,a)＝eq\f(－20－10,－10)s＝3s.方法总结处理竖直上抛运动，有两种方法．第一种是分段分析法：将上抛运动分为上升和下落两个过程考虑．第二种是全过程分析法：将整个运动看成是有往返的匀减速直线运动来处理．两种方法应用时都要注意速度和位移的正负．课后巩固练1．BD[竖直上抛运动，在最高点处速度为零，但加速度不为零，因为只受重力，无论在上升过程中还是在下降过程中，加速度恒定为g，方向都是竖直向下．故A错误，B正确．在最高点速度为零，但物体受力并不平衡，C错误．根据竖直上抛运动的对称性，物体上升到某一高度时的速度与下降到此高度时的速度大小相同，故D正确．]2．D[据运动的合成与分解的知识，对于竖直上抛运动可分解为竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动，也可以把从最高点下落的后半段运动看作是自由落体运动，并且是a＝g的匀变速运动，所以只有D不正确．]3．D[物体抛出后只受重力作用，加速度方向向下，大小恒定．落地前的位移相对于抛出点方向向上，A、B、C均错，D对．]4．CD5．D[设下抛初速度为v0，第9s内的位移大小s＝s9－s8＝(9v0＋eq\f(1,2)g×92)－(8v0＋eq\f(1,2)g×82)＝v0＋eq\f(17,2)g第4s内的位移大小s′＝s4－s3＝(4v0＋eq\f(1,2)g×42)－(3v0＋eq\f(1,2)g×32)＝v0＋eq\f(7,2)g第9s内和第4s内的位移之差Δs＝s－s′＝eq\f(17,2)g－eq\f(7,2)g＝5g＝50(m)．]6．B7．D[初末位置相同，因而落地时位移相同，在运动过程中加速度都是g，A、B选项正确；由竖直上抛运动的对称性可知，A球落回抛出点时的速度与B球抛出时的速度相同，故A、B落地时的速度相同，C选项正确；在整个运动过程中，A、B的末速度相同，但两者的初速度方向不同，所以A、B的速度变化量一定不同，D选项错误．]8．AB[物体的上升时间t＝eq\f(v0,g)＝3s，上升高度H＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝45m，下降阶段t1＝(5－3)s＝2s，下降的位移s1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝20m．所以5s时物体的位移s＝H－s1＝25m，方向向上．路程s′＝H＋s1＝65m．5s时速度v1＝gt1＝20m/s，方向向下，5s内速度改变量Δv＝v1－v0＝－50m/s，方向向下.eq\x\to(v)＝eq\f(s,t)＝eq\f(25,5)m/s＝5m/s，方向向上．]9．B[由题可知，该同学的重心在跳高时约升高0.9m，因而初速度v0＝eq\r(2gs)＝eq\r(2×10×0.9)m/s＝4.2m/s.]10．22m解析设物块落地时间为t，则楼高为s1＝v0t＋eq\f(1,2)gt2，前(t－1)s物块下落的高度为s2＝v0(t－1)＋eq\f(1,2)g(t－1)2，由题意可知，s1－s2＝eq\f(8,11)s1，则v0t＋eq\f(1,2)gt2－eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(v0t－1＋\f(1,2)g