2017-2018學(xué)年高考物理專題01直線運(yùn)動(dòng)備考強(qiáng)化訓(xùn)練3自由落體和豎直上拋新人教版

1、強(qiáng)化訓(xùn)練 3:自由落體和豎直上拋本套試題訓(xùn)練的重點(diǎn)是理解自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、 和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的公式及其應(yīng)用。其中第 訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生利用圖象解決問題的能力，第 空間想象能力。、破解依據(jù)2a=(X4+X5+X6)- (X1+X2+X3)/9T,二、精選習(xí)題選擇題（每小題 5 分，共 40 分）1. （12 福建六校聯(lián)考）一位同學(xué)在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：讓一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球從一定的高度自由下落，測得在第5 s 內(nèi)的位移是 18m，則（）A. 物體在 2 s 末的速度是 20 m/sB.物體在第 5 s 內(nèi)的平均速度是 3.6 m/sC. 物體在第 2 s 內(nèi)的位移是 20 m

2、D. 物體在 5 s 內(nèi)的位移是 50 m2. （15 山東）距地面高 5m 的水平直軌道A、B兩點(diǎn)相距 2m,在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一小球，4、熟練地掌握自由落體運(yùn)動(dòng)6、7、8、13 等題為圖象題，通過此類題型的5、11 等題為相對運(yùn)動(dòng)問題，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的自由落體1.初速度V=02.3.下落高度h=gt2/2（從VO位置向下計(jì)算） 注:（1）自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，遵循勻變速度直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。a=g=9.810m/s重力加速度在赤道附近較小，在高山處比平地小，方向豎直向下。 *豎直上拋2 21.位移x=Vt- gt /22.末速度V= Vo- gt（g=9.8 10m/s ）3.有

3、用推論V2-Vo2=-2gx4.上升最大高度H=V/2g（拋出點(diǎn)算起）5. 往返時(shí)間t=2Vo/g（從拋出落回原位置的時(shí)間）6.（1）全過程處理：是勻減速直線運(yùn)動(dòng)（初速度V）工0,方向豎直向上，加速度a=-g，方向豎直向下），以向上為正方向，加速度取負(fù)值。（2）分段處理：向上為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，向下為自由落體運(yùn)動(dòng)。（3）上升與下落過程具有對稱性，如在同點(diǎn) 時(shí)間相等。*7加速度、速度的測定：若取勻變速直線運(yùn)動(dòng)X6等，則末速度V=gt4.推論V2=2ghV0= V，速度等值反向，且t上= t下，上升、下落（如紙帶等） 的連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移Xi、X2、X3、X4、X5、Vn= (XnXn i) 2T

4、o離地高度為h,如圖。小車始終以4m. s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷，最后兩球同時(shí)落地。不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g =10m s2?？汕蟮胔等于3.（14 上海）在離地高 h 處,沿豎直方向同時(shí)向上和向下拋出兩個(gè)小球，它們的初速度大小均為 v,不計(jì)空氣阻力，兩球落地的時(shí)間差為（）物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到一大小不變的空11,再從最高點(diǎn)回到拋出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ,它從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間為to。則（）B.t5.（11 山東）如圖 1-3 3 所示，將小球a從地面以初速度vo豎直上拋的同時(shí)，將另相同質(zhì)量的小球b從距地面h處由靜

5、止釋放，兩球恰在 ？處相遇（不計(jì)空氣阻力）.則（）圖 1-33A.兩球同時(shí)落地C.vv4.（14 海南）將一物體以某一初速度豎直上拋。氣阻力作用，它從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 如果沒有空氣阻力作用A.t1t0,t2t11t1A. 1.25m.2.25m圖 1 3 1C. 3.75m.4.75mC.t1t0,t2t11t0,t2t1圖 1 32B.相遇時(shí)兩球速度大小相等5C.從開始運(yùn)動(dòng)到相遇，球a動(dòng)能的減少量等于球b動(dòng)能的增加量D.相遇后的任意時(shí)刻，重力對球a做功功率和對球b做功功率相等6.（ 16 江蘇）小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，取小球的落地點(diǎn)

6、為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，豎直向上為正方向，下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中，能描述該過程的是圖 1347.（ 14 重慶）以不同的初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略，另一個(gè)物體所受空氣阻力大小與物體的速率成正比,圖 1 358.（ 14 廣東江門調(diào)研）跳傘運(yùn)動(dòng)員從高空懸停的直升機(jī)上跳下，運(yùn)動(dòng)員沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖 1 3 6 所示，下列說法正確的是（）A. 運(yùn)動(dòng)員在 010 s 的平均速度大于 10 m/sB. 15 s 末開始運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)C. 10 s 末運(yùn)動(dòng)員的速度方向改變D. 1015 s 運(yùn)動(dòng)員做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)F 列分別用虛線和實(shí)線描

7、述兩物體運(yùn)動(dòng)的6填空題（第 9、10、11 小題 4、6、6 分、，第 12 小題 10 分，共 24 分）9 （4 分）.一條鐵鏈長 5 m 鐵鏈上端懸掛在某一點(diǎn)，放開后讓它自由落下，鐵鏈經(jīng)過懸點(diǎn)正下方 25 m 處某一點(diǎn)所用的時(shí)間是 _s.（取g=10 m/s ）10.【15 重慶】同學(xué)們利用如題圖 1 37 所示方法估測反應(yīng)時(shí)間。首先，甲同學(xué)捏 住直尺上端，使直尺保持豎直狀態(tài)，直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間。當(dāng)乙看見甲放開直尺時(shí)，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度讀數(shù)為x，則乙同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為（重力加速度為g）?；谏鲜鲈?，某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時(shí)間的工具，若測量范圍為00.4s，

8、則所用直尺的長度至少為cm （g取 10m/s1 2）;若以相等時(shí)間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時(shí)間的刻度線，則每個(gè)時(shí)間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是_的（選填“相等”或“不相等”）.*11.如圖 1 38 所示，筒 CD 若將懸線剪斷，求：過圓筒的時(shí)間是_ s.勺直桿 AB 長為a,在 B 以下 h 處，有一長為 b 的無底圓（1 丫直桿下端 B 穿過圓筒的時(shí)間是 _s;（2）整個(gè)直桿 AB 穿12.（13 江蘇）（10 分）某興趣由落體運(yùn)動(dòng)測定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如K,電磁鐵吸住第 1 個(gè)小球.手動(dòng)敲擊F 落，M 迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第 2.這樣，就可測八圖所示.傾斜的球槽中放有若干個(gè)小

9、鐵球，閉合開關(guān)a彈性金屬片 M M 與觸頭瞬間分開，！圖1個(gè)小球開始個(gè)小球.當(dāng)?shù)?1 個(gè)小球撞擊 M 時(shí)，M 與觸頭分開，第 2 個(gè)小球開始下落 出多個(gè)小球下落的總時(shí)間.瑋接電血I圖 1 3 107（3）在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法.（4）某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間 t 磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測量時(shí)間相差 t ,這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差.為此，他分別取高度H 和 H2,測量n 個(gè)小球下落的總時(shí)間 T 和 T2.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除 t 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請推導(dǎo)說明.計(jì)算題（共 36 分）13.（12 安徽）（10 分）質(zhì)量為 0.1

10、kg 的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過3程對應(yīng)的v-t圖象如圖所示球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的-.設(shè)42球受到的空氣阻力大小恒為f,取g= 10 m/s，求：（1）彈性球受到的空氣阻力f的大??；圖 1 3 914.（14 襄陽四中模擬）（10 分）甲、乙兩物體，甲的質(zhì)量為 1kg，乙的質(zhì)量為 0.5kg,甲從距地 45m高處自由落下， 1s后乙從距地 30m高處自由落下， 不計(jì)空氣阻力. （重 力加速度g取 1010m/s2）（1）兩物體等高時(shí)離地多高？（2） 定量畫出兩物體間的豎直距離隨時(shí)間變化的圖象.（球落地后立即原地靜止，規(guī) 定甲開始下落時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn).）

11、甲？ ?乙15. （17 天津）（16 分）如圖所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩連接，跨 放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為m=2 kg、m=1 kg。初始時(shí)A靜止與水平地面上，B懸于空中。先將B豎直向上再舉高h(yuǎn)=1.8 m （未觸及滑輪）然后由靜止釋放。一段時(shí) 間后細(xì)繩8繃直，A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動(dòng)，之后B恰好可以和地面接觸。 取g=10 m/s2。（1）B從釋放到細(xì)繩繃直時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；（2）A的最大速度v的大??；（3）初始時(shí)B離地面的高度H。圖 1 3 11（四）選做題16.（ 12 分）某校一課外活動(dòng)小組自制一枚火箭，設(shè)火箭發(fā)射后始終在垂直于地面的方 向上運(yùn)動(dòng).

12、火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過4s到達(dá)離地面 40 m 高處時(shí)燃料恰好用完，若不計(jì)空氣阻力，取g= 10 m/s2，求：（1） 燃料恰好用完時(shí)火箭的速度；（2） 火箭上升離地面的最大高度；（3） 火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時(shí)間.*17. 一彈性小球自 4.9 m 高處自由落下，當(dāng)它與水平桌面每碰撞一次后，速度減小到 碰前的 7/9，試計(jì)算小球從開始下落到停止運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間18.（12 分）跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演，他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)距離地面2125 m 時(shí)打開降落傘，傘張開后運(yùn)動(dòng)員就以14.3 m/s 的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)速度為 5 m/s，問：(1)運(yùn)

13、動(dòng)員離開飛機(jī)時(shí)距地面的高度為多少？離開飛機(jī)后，經(jīng)過多少時(shí)間才能到達(dá)地面？(g=10 m/s2)9三、參考答案(一) 選擇題1.D_ _ - 12【解析】 設(shè)星球的重力加速度為g,由自由下落在第 5 s 內(nèi)的位移是 18 m 可得-gts-12 2多上4= 18 m,其中14= 4 s ,ts= 5 s,解得g= 4 m/s .物體在 2 s 末的速度是v=gt2= 8 m/s ,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；物體在 4 s 末的速度V4=at4= 16 m/s，在 5 秒末的速度vs=ats= 20 m/s，物V4+V51o體在第 5 s 內(nèi)的平均速度是v= = 18 m/s，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；物體在前 2

14、s 內(nèi)的位移是？gt212=8 m，物體在第 1 s 內(nèi)的位移是 2gt1= 2 m,物體在第 2 s 內(nèi)的位移是 8 m 2 m= 6 m,選12項(xiàng) C 錯(cuò)誤；物體在 5 s 內(nèi)的位移是 2gt5= 50 m，選項(xiàng) D 正確.2. A .【解析】小車上的小球落地的時(shí)間 1 =2H g,小車從A到B的時(shí)間t2二d v;懸掛 的另一小球下落的時(shí)間t.g,下降過程中的加速度 a2g,根據(jù) h= at 可知,t2；如果沒有空氣阻力,a0=g,2根據(jù) v=at 可知,t1g，當(dāng)v= 0 時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，此時(shí)a=-g,而 B、C 圖像的斜率的絕對值均小于g,故 B C 錯(cuò)誤，D 正確.8. AD【

15、解析】由圖可知，運(yùn)動(dòng)員在 010 s 的位移大于其在這段時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)（位移20為曲線，不是自由落體運(yùn)動(dòng)）的位移，則平均速度大于m/s = 10 m/s，選項(xiàng) A 正確；15 s后速度的大小恒定，運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤；10 s 末的速度最大，方向不變，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；1015 s 圖線的斜率減小，運(yùn)動(dòng)員做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D 正確.（二）填空題9. 0.23610.【解析】 試題分析：在人的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)直尺做自由落體運(yùn)動(dòng)，有2反應(yīng)時(shí)間最長為t=0.4s，需要直尺的長1212x gt 10 0.4 = 0.8m = 80cm；2 23自由落體運(yùn)動(dòng)從計(jì)時(shí)開始連續(xù)相等時(shí)間的位

16、移為1:4:9:16，而相等時(shí)間內(nèi)的位移為1：3:5:7，故長度不相等。11.【解析】（1 ）直桿下端 B 穿過圓筒的時(shí)間是 B 自由下落到 C 點(diǎn)（自由下落 h）起到 B F 落到 D 點(diǎn)（自由下落 h+b）所用的時(shí)間, 12由xgt而x =h求得 B 自由下落到 C 點(diǎn)的時(shí)間x*t2，11212同理，B 下落到 D 點(diǎn)的時(shí)間為（2）整個(gè)直桿 AB 穿過圓筒的時(shí)間是 B 自由下落到 C 點(diǎn)（自由下落 h）起到 A 下落到 D 點(diǎn)（自由下落 h+b+a）所用的時(shí)間由以上解答可得，整個(gè)直桿AB 穿過圓筒的時(shí)間為12.【解析】（1）此處的電磁鐵起條形磁鐵的作用，故應(yīng)選用直流電源， 選項(xiàng) A 錯(cuò)誤用

17、直尺測量電磁鐵下端到M 的豎直距離再減去小球的直徑作為小球下落的高度，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤.120. 65 s，根據(jù) H= 2gt2，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得（3）減小長度測量誤差的辦法是增加小球下落的高度防止偶然誤差的辦法是多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值其他答 案只要合理也可.(T1- T2)（三）計(jì)算題13.【解析】（1）設(shè)彈性球第一次下落過程中的加速度大小為a1,由圖知根據(jù)牛頓第二定律，得mg- f=ma故f=mg- aj = 0.2 N（2）由圖知彈性球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為w = 4 m/s,設(shè)球第一次離開地面時(shí)的速度大小為V2,則第一次離開地面后，設(shè)上升過程中球的加速度大小為a2,則mg f=m

18、a2得a2= 12 m/st2 =故 B 穿過圓筒的時(shí)間為2(h b a) t 1g（2）1 個(gè)小球下落的時(shí)間為g = 9.4 m/s可得 g =2n2(護(hù)_護(hù))2_2-,因此可以消去 t 的影響.a1=m/s2= 8 m/s34V1=3 m/s2(h b)13于是，有 0 v2=- 2a2h解得h= 8 m.814.【解析】（1）兩物體的加速度均為 g，方向豎直向下，設(shè)甲下落時(shí)間t時(shí)二者相遇.則1gt2=151g(t -1)2.2 2解得 t=2s，此時(shí)兩物體離地高度 H =45gt2=25m2(2)以甲下落的初位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，下落時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，豎直向下為正方向，設(shè)時(shí) 刻 t甲乙的位置坐標(biāo)

19、分別為、y2，貝 V01S 內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為12 2.y =15% =15 gt2=155t2=10m212s 內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為1212今2= y2- y =15 亠 g(t -1) gt =20 -10t =10m2 2設(shè)經(jīng)過 T 時(shí)間甲落地，則 45 JgT2，解得 T=3s2設(shè)乙在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 T，則 30P1gT2，解得 T= 6s223s 內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為1212冷-y2 15+391) =1t-20 =I-10Im3 ( 6+1) s 內(nèi)兩物體的豎直距離隨時(shí)間的關(guān)系為1.y4=45-y2=45 -152g(t-代=25 10t-5t

20、2則圖象如下15.【解析】(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有12h gt2代入數(shù)據(jù)解得t =0.6s(2)設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為VB,有14VB=gtii細(xì)繩繃直瞬間，細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于AB的重力，AB相互作用，由動(dòng)量守恒得mBVB=嘰mB)v之后A做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩繃直瞬間的速度 入數(shù)據(jù)解得v =2m/s(3) 細(xì)繩繃直后，A、B 一起運(yùn)動(dòng)，B 恰好可以和地面接觸, 這一過程中 A、B 組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有2-(mAm(B)v mBgH = mAgH2代入數(shù)據(jù)解得H =0.6m四選做題16.【解析】設(shè)燃料用完時(shí)火箭的速度為vi,所用時(shí)間為ti.火箭的上升運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過程

21、，第一個(gè)過程為做勻加速上升運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)過程為做豎直上拋運(yùn)動(dòng)至到達(dá)最高點(diǎn).vi.(1)對第一個(gè)過程有hi=2帖，代入數(shù)據(jù)解得vi= 20 m/s.2vi(2)對第二個(gè)過程有h2=石，代入數(shù)據(jù)解得h2= 20 m 所以火箭上升離地面的最大高度h=hi+h2= 40 m + 20 m = 60 m.(3)方法一分段分析法從燃料用完到運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，由vi20=sgi0從最高點(diǎn)落回地面的過程中，h= igt3,而h= 60 m,代入得13= 2 3故總時(shí)間t總=11+12+13= (6 + 2*3) s.方法二整體分析法考慮火箭從燃料用完到落回地面的全過程，以豎直向上為正方向，全過程為初速度2i

22、2m/s、加速度g= i0 m/s、位移h= - 40 m 的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即有h=vitgt，代入數(shù)據(jù)解得t= (2 + 2,3) s 或t= (2 2 3) s(舍去)，故t總=ti+t= (6 + 2 3) s.*i7.每碰撞一次后所做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可分為上升和回落兩個(gè)階段，不計(jì)空氣阻力，這兩段所用時(shí)間和行程相等.小球原來距桌面高度為4.9 m，用ho表示，下落至桌面時(shí)的速度vo應(yīng)為：v0=2ghb .2 9.8 4.9=9.8 m/s.下落時(shí)間為：t0=,2h0/g= 2 4.9/9.8=is.首先用演繹法：小球第一次和桌面碰撞，那么，第一次碰撞桌面后小球的速度：vv即為最大速度，聯(lián)立式，代說明此時(shí) A、B 的速度為零,vi=gt2得Vi= 2016i=v0X7/9 m/s.