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一、 【考點精析】
熟練掌握勻加速直線運動的特殊規(guī)律是解答此題的關鍵.在運用這些規(guī)律解題時,一定要注意這些特殊規(guī)律的適用條件,否則容易出現(xiàn)題目的錯解.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,是勻變速直線運動中的一種具體而又特殊的運動.在求解有關問題時,除注意應用其他規(guī)律外,還要特別注意初速度為零的勻加速直線運動的特殊規(guī)律在自由落體運動中的應用.1.分段法:把豎直上拋運動分為兩段:上升階段和下降階段.上升階段可以看作初速度為v0、末速度為0、加速度a=-g的勻減速直線運動;下降階段可以看作是自由落體運動.這兩段都符合勻變速直線運動的規(guī)律.2.整體法:從整體看來,運動全過程中的加
2、速度恒定,且方向與初速度v0方向相反,因此,可以把豎直上拋運動看作是一個統(tǒng)一的勻減速直線運動,而上升階段和下降階段不過是整體運動的兩個過程,在取初速度v0的方向為正方向的條件下,可以直接應用公式vt=v0-gt和s=v0t-gt2等進行計算.若物體位于拋出點上方,則位移s為正值;若物體位于拋出點下方,則位移s為負值.注意:如果把豎直上拋運動按整體來處理,各量要嚴格按照正負號法則代入公式,且這種方法求出的是物體的位移,而不是路程,如果求路程則用分段法.另外運用對稱性巧解豎直上拋問題,1.速度對稱:即上升和下降過程經(jīng)過同一位置時的速度大小相等、方向相反.2.時間對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的
3、上升時間和下降時間相等.
二、 【經(jīng)典考題】
例1、物體從h高處自由下落,它在落到地面前1s內共下落35m,求:物體下落時的高度及下落時間(g=10m/s2) 。
例2、用繩拴住木棒AB的A端,使木棒在豎直方向上靜止不動。在懸點A端正下方有一點C距A端0.8m。若把繩輕輕剪斷,測得A、B兩端通過C點的時間差是0.2s。重力加速度g=10m/s2。求:木棒AB的長度。例3.在一座高25m的屋頂邊,每隔一定時間有一滴水滴落下.第一滴水落到地面的時刻,正好是第六滴水離開屋頂?shù)臅r刻.如果水滴的運動是自由落體運動,求第一個水滴落地的時刻空中各相鄰的兩個水滴間的距離.(g=10m/s2)
例4.
4、 一個物體從H高處自由落下,經(jīng)過最后196m所用的時間是4s,求物體下落H高所用的總時間T和高度H是多少?取g=9.8m/s2,空氣阻力不計.
例5.氣球下掛一重物,以v0=10m/s勻速上升,當?shù)竭_離地高h=175m處時,懸掛重物的繩子突然斷裂,那么重物經(jīng)多少時間落到地面?落地的速度多大?空氣阻力不計,取g=10m/s2.
例6.如圖所示,A、B兩棒長均為 L=1m,A的下端和 B的上端相距 s=20m.若 A、B同時運動,A做自由落體、 B做豎直上拋,初速度v0=40m/s,求:
(1) A、 B兩棒何時相遇;
(2)從相遇開始到分離所需的時間.
例7.A、B兩球,
5、A從距地面高度為h處自由下落,同時將B球從地面以初速v0豎直上拋,兩球沿同一豎直線運動.試求以下兩種情況下,B球初速度v0的取值范圍:
①B球在上升過程中與A球相遇;
②B球在下落過程中與A球相遇.
三、【鞏固練習】
1.關于自由落體運動,下列說法正確的是( )
A.物體豎直向下的運動就是自由落體運動 B.加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動
C.在自由落體運動過程中,不同質量的物體運動規(guī)律相同
D.物體做自由落體運動位移與時間成反比
2.1971年7月26號發(fā)射的阿波羅—15號飛船首次把一輛月球車送上月球,美國宇航員科特駕駛月球車行駛28千米,并做了一個落體實驗:
6、在月球上的同一高度同時釋放羽毛和鐵錘,如圖所示.出現(xiàn)的現(xiàn)象是( )
A.羽毛先落地,鐵錘后落地 B.鐵錘先落地,羽毛后落地
C.鐵錘和羽毛都做自由落體運動,重力加速度為9.8m/s2
D.鐵錘和羽毛都做自由落體運動,同時落地
3.將一小球以初速度為v從地面豎直上拋后,經(jīng)過4s小球離地面高度為6m.若要使小球豎直上拋后經(jīng)2s到達相同高度,g取10m/s2,不計阻力,則初速度v0應( )
A.大于v B.小于v C.等于v D.無法確定
4.在一豎直磚墻前讓一個小石子自由下落,小石子
7、下落的軌跡距離磚墻很近.現(xiàn)用照相機對下落的石子進行拍攝.某次拍攝的照片如圖所示,AB為小石子在這次曝光中留下的模糊影跡.已知每層磚(包括磚縫)的平均厚度約為6.0cm,A點距石子開始下落點的豎直距離約1.8m.估算照相機這次拍攝的“曝光時間”最接近( )
A.2.010-1s B.2.010-2s C.2.010-3s D.2.010-4s
5.在一根輕繩的上、下兩端各拴一個小球,一人用手拿住上端的小球站在某高臺上,放手后小球自由下落,兩小球落地的時間差為Δt.如果將它們開始下落的高度提高一些,用同樣的方法讓它們自由下落,不計空氣阻力,則兩小球落地
8、的時間差將()
A.減小 B.增大 C.不變 D.無法判定
6.某科技館中有一個展品,該展品放在較暗處,有一個不斷均勻滴水的水龍頭(剛滴出的水滴速度為零),在某種光源的照射下,可以觀察到一種奇特的現(xiàn)象:只要耐心地緩慢調節(jié)水滴下落的時間間隔,在適當?shù)那闆r下,看到的水滴好像都靜止在各自固定的位置不動(如圖中A、B、C、D所示,其右邊數(shù)值的單位是cm).要出現(xiàn)這一現(xiàn)象,所用光源應滿足的條件是(取g=10m/s2)()
A.普通的白熾光源即可 B.頻閃發(fā)光,間歇時間為0.30s
C.頻閃發(fā)光,間歇時間為0.14s D.頻閃發(fā)光,間歇時間為0.17s
7.在h=12m高的塔上,以一定初速度豎直上拋出一個物體,經(jīng)t=2s到達地面,則物體拋出時初速度v0多大?物體上升的最大高度是多少?(離地面的高度)(g取10m/s2)
8.氣球以5m/s的速度勻速上升,當它上升到150m時,氣球下面繩子吊的重物掉下,則重物經(jīng)多長時間才能落回到地面?到達地面時的速度是多大?
9.以v0=20m/s的速度豎直上拋一小球,2s后以同一初速度在同一位置上拋另一小球,則兩球相遇處離拋出點的高度是多少?
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