2013高考物理二輪專題訓(xùn)練 1-3自由落體和豎直上拋(含解析)

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1、 1-3自由落體和豎直上拋 一、選擇題 1.關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法中正確的是(  ) A.自由落體運(yùn)動是一種勻速直線運(yùn)動 B.物體剛下落時,速度和加速度都為零 C.物體的質(zhì)量越大,下落時加速度就越大 D.物體在下落的過程中,每秒速度都增加9.8m/s [答案] D [解析] 本題考查對自由落體運(yùn)動的理解。自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,故A錯;物體剛下落時,速度為零,但加速度不為零,故B錯;物體下落的加速度與物體的質(zhì)量無關(guān),故C錯;自由落體加速度為9.8m/s2,表示每秒鐘速度增加9.8m/s,故D正確。 2.(2012北京朝陽統(tǒng)考)科技館里有一個展品,該展品

2、放在暗處,頂部有一個不斷均勻向下噴射水滴的裝置,在頻閃光源的照射下,可以看到水滴好像靜止在空中固定的位置不動,如圖所示。某同學(xué)為計(jì)算該裝置噴射水滴的時間間隔,用最小刻度為毫米的刻度尺測量了空中幾滴水滴間的距離,由此可計(jì)算出該裝置噴射水滴的時間間隔為(g取10m/s2)(  ) 1 / 13 A.0.01s    B.0.02s    C.0.1s    D.0.2s [答案] C [解析] 第1滴水滴與第2滴水滴之間的距離為x1=10.0cm-1.0cm=9.0cm,第2滴與第3滴之間的距離為x2=29.0cm-10.0cm=19.0cm,相鄰水滴間距之差為Δx=x2-x1=

3、10.0cm=0.1m,由公式Δx=gt2知,該裝置噴射水滴的時間間隔為t==s=0.1s,選項(xiàng)C對。 3.某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,5s內(nèi)物體的(  ) A.路程為65m B.位移大小為25m,方向向上 C.速度改變量的大小為10m/s D.平均速度大小為13m/s,方向向上 [答案] AB [解析] 初速度為30m/s,只需3s即可上升到最高點(diǎn),位移為h1==45m,再自由下落2s,下降高度為h2=0.51022m=20m,故路程為65m,A對;此時離拋出點(diǎn)高25m,故位移大小為25m ,方向豎直向上, B對;此時速度為v=1

4、02m/s=20m/s,方向向下,速度改變量大小為50m/s,C錯;平均速度為v=m/s=5m/s,D錯. 4.(2012福建師大附中聯(lián)考)一物體自空中的A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出,1s后物體的速率變?yōu)?0m/s,則此時物體的位置和速度方向可能是(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2)(  ) A.在A點(diǎn)上方,速度方向向下 B.在A點(diǎn)上方,速度方向向上 C.在A點(diǎn),速度方向向下 D.在A點(diǎn)下方,速度方向向下 [答案] B [解析] 做豎直上拋運(yùn)動的物體,要先后經(jīng)過上升和下降兩個階段,若1s后物體處在下降階段,即速度方向向下,速度大小為10m/s,那么,1s前即拋出時的速度大小為0

5、,這顯然與題中“以一定的初速度豎直向上拋出”不符,所以1s后物體只能處在上升階段,此時物體正在A點(diǎn)上方,速度方向向上,選項(xiàng)B對。 5.(2012上海卷)小球每隔0.2s從同一高度拋出,做初速度為6m/s的豎直上拋運(yùn)動,設(shè)它們在空中不相碰。第一個小球在拋出點(diǎn)以上能遇到的小球個數(shù)為(g取10m/s2)(  ) A.三個    B.四個    C.五個    D.六個 [答案] C [解析] 第一個小球在拋出后經(jīng)過t==1.2s才落至拋出點(diǎn)高度,當(dāng)它落至拋出點(diǎn)高度時空中還有五個小球,這五個小球都在空中與第一個球相遇過,所以C正確。 6.在某一高度以v0=20m/s的初速度豎直上拋

6、一個小球(不計(jì)空氣阻力),當(dāng)小球速度大小為10m/s時,以下判斷正確的是(g取10m/s2)(  ) A.小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為15m/s,方向向上 B.小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s,方向向下 C.小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s,方向向上 D.小球的位移大小一定是15m [答案] ACD [解析] 小球被豎直上拋, 做的是勻變速直線運(yùn)動,平均速度可以用勻變速直線運(yùn)動的平均速度公式v=求,規(guī)定向上為正,當(dāng)小球的末速度為向上10m/s時,vt=10m/s,用公式求得平均速度為15m/s,方向向上,A正確;當(dāng)小球的末速度為向下10m/s時,vt

7、=-10m/s,用公式求得平均速度為5m/s,方向向上,C正確;由于末速度大小為10m/s時,球的位置一定,距起點(diǎn)的位移x==15m,D正確。 7.(2012江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)小球從空中某處從靜止開始自由下落,與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處,此過程中小球速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,則(  ) A.在下落和上升兩個過程中,小球的加速度不同 B.小球開始下落處離地面的高度為0.8m C.整個過程中小球的位移為1.0m D.整個過程中小球的平均速度大小為2m/s [答案] B [解析] 上升和下降過程中,小球運(yùn)動的v-t圖象斜率相同,即加速度相同,所以A選項(xiàng)不正

8、確;0~0.4s內(nèi)為自由落體過程,通過的位移即為高度0.8m,B選項(xiàng)正確;前0.4s自由下落0.8m,后0.2s反彈向上運(yùn)動0.2m,所以整個過程小球位移為0.6m,C選項(xiàng)不正確;整個過程小球的平均速度大小為1m/s,D選項(xiàng)不正確。 8.(2012四川成都)磕頭蟲是一種不用足跳但又善于跳高的小甲蟲。當(dāng)它腹朝天、背朝地躺在地面時,將頭用力向后仰,拱起體背,在身下形成一個三角形空區(qū),然后猛然收縮體內(nèi)背縱肌,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞擊地面,地面反作用力便將其彈向空中。彈射錄像顯示,磕頭蟲拱背后重心向下加速(視為勻加速)的距離大約為0.8mm,彈射最大高度為24cm。而人原地起跳方式是,先屈腿

9、下蹲,然后突然蹬地向上加速,假想加速度與磕頭蟲加速過程的加速度大小相等,如果加速過程(視為勻加速)重心上升高度為 0.5m,那么人離地后重心上升的最大高度可達(dá)(空氣阻力不計(jì),設(shè)磕頭蟲撞擊地面和彈起的速率相等)(  ) A.150m    B.75m    C.15m    D.7.5m [答案] A [解析] 磕頭蟲向下運(yùn)動的末速度大小與向上運(yùn)動的初速度大小相等,向下運(yùn)動的過程有v=2ah1,反彈起來的過程有v=2gh2;人向上加速運(yùn)動的過程有v=2aH1,離地上升的過程有v=2gH2,代入數(shù)值得H2=150m,故A正確。 二、非選擇題 9.利用水滴下落可以測量重力加速度

10、g,調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴一滴地流出,在水龍頭的正下方放一盤子,調(diào)整盤子的高度,使一滴水滴碰到盤子時,恰好有另一滴水從水龍頭開始下落,而空中還有兩個正在下落的水滴,測出水龍頭處到盤子的高度為h(m),再用秒表測量時間,從第一滴水離開水龍頭開始,到第N滴水落至盤中,共用時間為T(s),當(dāng)?shù)谝坏嗡涞奖P子時,第二滴水離盤子的高度為________m,重力加速度g=________m/s2。 [答案] h 2(N+2)2h/9T2 [解析] 因?yàn)槿我鈨傻嗡g的時間間隔相等,設(shè)任意兩滴水之間的時間間隔為t,第一滴水下落的時間為3t,則有 h=g(3t)2 第一滴水落到盤子時,第二滴水下落的時間

11、為2t 則第二滴水離盤子的高度為 h′=h-g(2t)2=h-h(huán)=h 又(N+2)t=T 故g==2(N+2)2h/9T2。 10.(2012商丘市第一學(xué)期期末考試)據(jù)報道:2011年7月2日下午1點(diǎn)半,在杭州濱江區(qū)的某一住宅小區(qū),一個2歲女童突然從10樓墜落,在樓下的吳菊萍奮不顧身地沖過去用雙手接住了孩子,女孩妞妞稚嫩的生命得救了,吳菊萍的左臂瞬間被巨大的沖擊力撞成粉碎性骨折,受傷較重,被網(wǎng)友稱為“最美媽媽”。假設(shè)孩子跌落處距吳菊萍接住孩子時雙手的距離為h=31.25m,其下落過程可視為自由落體運(yùn)動。吳菊萍站的位置與孩子落地點(diǎn)的水平距離L=12m,她從發(fā)現(xiàn)孩子下落到開始跑動

12、所需反應(yīng)時間為Δt=0.3s,跑動過程可視為勻速直線運(yùn)動,速度大小為v=10m/s。則吳菊萍必須在孩子下落多少距離之前發(fā)現(xiàn)孩子?(g取10m/s2) [答案] 5m [解析] 根據(jù)h=gt2得孩子下落總時間t=2.5s 吳菊萍跑動的時間t1==1.2s 吳菊萍反應(yīng)及跑動總時間 t2=t1+Δt=1.5s 則在吳菊萍發(fā)現(xiàn)孩子之前孩子下落的距離為Δh=g(t-t2)2=5m。 11.一跳傘運(yùn)動員從350m高空離開直升機(jī)落下,開始未打開傘,自由下落一段高度后才打開傘以2m/s2的加速度勻減速下落,到達(dá)地面時的速度為4m/s,試求運(yùn)動員在空中自由下落的時間和在空中降落的總時間。(g取10

13、m/s2) [答案] 3.4s 18.7s [解析] 設(shè)跳傘運(yùn)動員下落的高度為h時打開傘,此時的速度為v1,到達(dá)地面時速度為v,由勻變速運(yùn)動的規(guī)律可得 v=2gh=v2+2a(H-h(huán)),h==59m 跳傘運(yùn)動員自由下落的時間為t1=≈3.4s,v1=gt1=34m/s 設(shè)跳傘運(yùn)動員減速運(yùn)動到落地的時間為t2,此過程中有 H-h(huán)=t2 t2==s≈15.3s 則跳傘運(yùn)動員在空中降落的總時間為t=t1+t2=18.7s。 12.(2012德州模擬)在豎直的井底,將一物塊以11m/s的速度豎直地向上拋出,物塊沖過井口時被人接住,在被人接住前1s內(nèi)物塊的位移是4m,位移方向向上

14、,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,求: (1)物塊從拋出到被人接住所經(jīng)歷的時間; (2)此豎直井的深度。 [答案] (1)1.2s (2)6m [解析] (1)設(shè)被人接住前1s時刻物塊的速度為v,則:h′=vt′-gt′2 故v==m/s=9m/s 則物塊從拋出到被人接住所用總時間為 t=+t′=s+1s=1.2s (2)豎直井的深度為 h=v0t-gt2 =111.2m-101.22m=6m。 13.如圖所示是在2012年奧運(yùn)會上我國某優(yōu)秀跳水運(yùn)動員在跳臺上騰空而起的英姿,運(yùn)動員從離水面10m高的平臺上向上躍起,舉起雙臂直體離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的

15、中點(diǎn),躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn),落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運(yùn)動員水平方向的運(yùn)動忽略不計(jì)),求:(計(jì)算時,可以把運(yùn)動員看做全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2) (1)運(yùn)動員起跳時的速度v0。 (2)從離開跳臺到手接觸水面的過程中所經(jīng)歷的時間t(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。 [答案] (1)3m/s (2)1.75s [解析] (1)上升階段-v=-2gh 解得:v0==3m/s (2)上升階段:0=v0-gt1 解得:t1==s=0.3s 自由落體過程:H=gt 解得:t2==s=1.45s 故t=t1+t2=0.3s+1.45s=1.75s。 希望對大家有所幫助,多謝您的瀏覽!

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