2020屆高三物理總復(fù)習(xí)精品課時(shí)作業(yè) 第3講 自由落體運(yùn)動(dòng) 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)1從足夠高處釋放一石子甲，經(jīng)0.5 s，從同一位置再釋放另一石子乙，不計(jì)空氣阻力，則在兩石子落地前，下列說(shuō)法中正確的是()A它們間的距離與乙石子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間成正比B甲石子落地后，經(jīng)0.5 s乙石子還在空中運(yùn)動(dòng)C它們?cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同D它們?cè)诳罩羞\(yùn)動(dòng)的時(shí)間與其質(zhì)量無(wú)關(guān)【解析】?jī)墒幼鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，設(shè)t時(shí)刻甲下落的高度h1gt2，則乙下落的高度h1g(t0.5)2，它們之間的距離h1h2g(t0.25)g(t0.5)0.25與乙石子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(t0.5)不成正比，A錯(cuò)誤；由于兩石子下落的高度相同，因此下落的時(shí)間相同，甲石子落地后，經(jīng)0.5 s乙石子剛好落地，B錯(cuò)誤，C正確；由于不計(jì)空氣阻力，由t可知，兩石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與質(zhì)量無(wú)關(guān)，D正確【答案】CD2一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛(ài)好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛(ài)好者用直尺量出軌跡的長(zhǎng)度，如圖所示已知曝光時(shí)間為 s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)約為()A6.5 cmB10 mC20 mD45 m【解析】由圖可知2 cm0.02 m，AB中點(diǎn)的速度v中20 m/s，由v22gh可得：AB中點(diǎn)到出發(fā)點(diǎn)的高度h中20 mhA，故C正確【答案】C3將兩個(gè)小球分別拴在一根輕繩的兩端，一人用手拿住一球?qū)⑺鼈儚娜龢顷?yáng)臺(tái)上由靜止釋放，兩球先后落地的時(shí)間差為t1；若將它們從四樓陽(yáng)臺(tái)上由靜止釋放，則它們落地的時(shí)間差為t2.不計(jì)空氣阻力，則t1、t2滿足()At1t2 Bt1t2Ct1t2 D以上都有可能【解析】時(shí)間差等于輕繩長(zhǎng)度除以下面小球落地后上面小球運(yùn)動(dòng)的平均速度，故t1t2.【答案】C4在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需要精確的重力加速度g值，g值可由實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定近年來(lái)測(cè)g值的一種方法叫“對(duì)稱自由下落法”，它是將測(cè)g值歸于測(cè)長(zhǎng)度和時(shí)間，以穩(wěn)定的氦氖激光的波長(zhǎng)為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，用光學(xué)干涉的方法測(cè)距離，以銣原子鐘或其他手段測(cè)時(shí)間，此方法能將g值測(cè)得很準(zhǔn)具體做法是：將真空長(zhǎng)直管沿豎直方向放置，自其中的O點(diǎn)向上拋小球，從拋出小球至小球又落回拋出點(diǎn)的時(shí)間為T2；小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)比O點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開P點(diǎn)至又回到P點(diǎn)所用的時(shí)間為T1.由T1、T2和H的值可求得g等于()A.B.C.D.【解析】設(shè)小球上升的最大高度為h，由題意知：hg()2，hHg()2，解得：g.【答案】A5一雜技演員用一只手拋接球他每隔0.40 s拋出一球，接到球便立即把球拋出已知除拋、接球的時(shí)刻外，空中總有4個(gè)球，將球的運(yùn)動(dòng)近似看做是豎直方向的運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起，取g10 m/s2)()A1.6 mB2.4 mC3.2 mD4.0 m【解析】被雜技演員拋出的小球在空中應(yīng)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)考慮到空中總有四個(gè)小球，其邊界情況是：演員手中的球?qū)⒁粧伋鰰r(shí)，空中第4個(gè)小球剛到演員的手中，如圖所示也就是說(shuō)，拋出的小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是1.6 s再根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)上升過(guò)程和下降過(guò)程具有對(duì)稱性，可知第二個(gè)小球拋出后經(jīng)過(guò)0.80 s到達(dá)最高點(diǎn)小球到達(dá)的最大高度Hgt23.2 m選項(xiàng)C正確【答案】C6跳水是一項(xiàng)優(yōu)美的水上運(yùn)動(dòng)，圖甲是2020年北京奧運(yùn)會(huì)跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺(tái)上騰空而起的英姿其中陳若琳的體重約為30 kg，身高約為1.40 m，她站在離水面10 m高的跳臺(tái)上，重心離跳臺(tái)面的高度約為0.80 m，豎直向上躍起后重心升高0.45 m到達(dá)最高點(diǎn)，入水時(shí)身體豎直，當(dāng)手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，如圖乙所示，這時(shí)陳若琳的重心離水面約為0.80 m設(shè)運(yùn)動(dòng)員在入水及在水中下沉過(guò)程中受到的水的作用力大小不變空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求陳若琳從離開跳臺(tái)到手觸及水面的過(guò)程中可用于完成一系列動(dòng)作的時(shí)間(2)假設(shè)陳若琳入水后重心下沉到離水面約2.2 m處速度變?yōu)榱?，試估算水?duì)陳若琳的阻力大小【解析】(1)陳若琳躍起后可看做豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng)，重心上升的高度h10.45 m設(shè)起跳速度為v0，則v2gh1，上升過(guò)程的時(shí)間t1解得：t10.3 s陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過(guò)程中重心下落的高度h10.45 m，設(shè)下落過(guò)程的時(shí)間為t2，則：hgt解得：t2 s1.4 s陳若琳完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間tt1t21.7 s.(2)陳若琳的手觸及水面到她的重心下沉到離水面約2.2 m處的位移x3.0 m手觸及水面時(shí)的瞬時(shí)速度v設(shè)水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力為f，依據(jù)動(dòng)能定理有：(mgf)x0mv2，解得：f1.3×103 N.【答案】(1)1.4 s(2)1.3×103 N7自同一地點(diǎn)自由下落的A、B兩物體，A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的2倍，B比A晚2 s開始下落忽略空氣阻力，取g10 m/s2，下述結(jié)論不正確的是()A兩物體落地時(shí)速度相同B兩物體下落所用的時(shí)間相同C在A落地前、B下落后的任一時(shí)刻，A、B兩物體間的距離之差均為20 mD在A落地前、B下落后的任一時(shí)刻，A、B兩物體的速度之差均為20 m/s【解析】自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與質(zhì)量無(wú)關(guān)，A、B結(jié)論正確距離之差hgt2g(t2)2與時(shí)間t有關(guān)，C結(jié)論不正確速度之差vgtg(t2)2g與時(shí)間無(wú)關(guān)，D結(jié)論正確綜上所述，選C.【答案】C8兩物體分別從不同高度自由下落，同時(shí)落地，第一個(gè)物體下落時(shí)間為t，第二個(gè)物體下落時(shí)間為.當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開始下落時(shí)，兩物體相距()Agt2 B. C. D.【解析】當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開始下落時(shí)，第一個(gè)物體已下落時(shí)間，此時(shí)離地高度h1gt2g2，第二個(gè)物體下落時(shí)的高度h2g2，則待求距離hh1h2.【答案】D9小球從空中自由下落，與水平地面相碰后彈到空中某一高度，其vt圖象如圖所示則由圖可知()A小球下落的最大速度為5 m/sB小球第一次反彈后瞬時(shí)速度的大小為3 m/sC小球能彈起的最大高度為0.45 mD小球能彈起的最大高度為0.9 m【解析】第0.5 s末小球著地，由圖象可知，著地前的瞬時(shí)速度為5 m/s，反彈速度為3 m/s，故選項(xiàng)A、B正確因?yàn)関t圖象和t軸所圍的面積即表示小球的位移，故在0.50.8 s內(nèi)的位移為0.45 m，負(fù)號(hào)表示方向向上，選項(xiàng)C正確【答案】ABC10某人站在高樓的平臺(tái)邊緣處，以v020 m/s的初速度豎直向上拋出一石子求拋出后石子經(jīng)過(guò)距拋出點(diǎn)15 m處所需的時(shí)間(不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2)【解析】當(dāng)石塊在拋出點(diǎn)上方距拋出點(diǎn)15 m處時(shí)，取向上為正方向，則位移x15 mag10 m/s2代入公式xv0tgt2有：1520·t×(10)·t2化簡(jiǎn)得：5t220·t150解得：t11 s，t23 s(注：t11 s對(duì)應(yīng)著石塊上升時(shí)到達(dá)“距拋出點(diǎn)15 m處”時(shí)所用的時(shí)間，而t23 s則對(duì)應(yīng)著從最高點(diǎn)往回落時(shí)第二次經(jīng)過(guò)“距拋出點(diǎn)15 m處”時(shí)所用的時(shí)間)由于石塊上升的最大高度H20 m所以石塊落到拋出點(diǎn)下方“距拋出點(diǎn)15 m處”時(shí)，自由下落的總高度為：HOB20 m15 m35 m下落此段距離所用的時(shí)間為：t s s這樣石塊從拋出點(diǎn)到第三次經(jīng)過(guò)“距拋出點(diǎn)15 m處”所用的時(shí)間為：t32 s s(2) s.【答案】有三個(gè)：1 s、3 s、(2) s11甲、乙兩位同學(xué)在一次做“測(cè)量樓的高度”研究性課題時(shí)，設(shè)計(jì)了以下一個(gè)方案(假設(shè)該方案在實(shí)踐中能成功)：由甲同學(xué)在樓頂自由釋放一個(gè)小球，而乙同學(xué)則通過(guò)一數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量小球通過(guò)地面上高1.2 m 的物體P的時(shí)間，從而估算樓高(由于小球在經(jīng)過(guò)物體P時(shí)，速度的變化和它的瞬時(shí)速度相比較，可以忽略不計(jì)，因而可以看成是勻速直線運(yùn)動(dòng) .取g10 m/s2)(1)若乙同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，試估算高樓樓頂?shù)轿矬wP頂端的距離.次數(shù)12345時(shí)間(s)0.0190.0200.0210.0210.019(2)若甲同學(xué)和乙同學(xué)開玩笑，以某一初速度豎直向下拋小球，乙同學(xué)以為是從靜止釋放，通過(guò)數(shù)據(jù)最終測(cè)得高樓樓頂?shù)轿矬wP頂端的距離大約是180.8 m，試求出甲同學(xué)拋球時(shí)的速度大小【解析】(1)小球通過(guò)物體P的平均時(shí)間t0.02 s物體經(jīng)過(guò)P時(shí)的速度v m/s60 m/s則樓頂?shù)絇頂端的距離h m180 m.(2)設(shè)甲同學(xué)拋球的初速度為v0，小球到達(dá)物體P頂端的速度為vt，則：vv2gh3600v2gh3616聯(lián)立解得：v04 m/s.【答案】(1)180 m(2)4 m/s