2019版高考物理第1章运动的描述匀变速直线运动3自由落体和竖直上抛运动能力训练.docx

3 自由落体和竖直上抛运动1从某一高度相隔1 s先后释放两个相同的小球甲和乙，不计空气阻力，它们在空中任一时刻()A甲、乙两球距离始终不变，甲、乙两球速度之差保持不变B甲、乙两球距离越来越大，甲、乙两球速度之差也越来越大C甲、乙两球距离越来越大，甲、乙两球速度之差保持不变D甲、乙两球距离越来越小，甲、乙两球速度之差也越来越小答案C解析小球甲释放后，设经过时间t(t1 s)，两小球间距离为h，则hgt2g(t1)2，即hg(2t1)(只表示函数关系)，故t增大，h也随之增大，而据vtgt可知vgtg(t1)g(只表示大小)，速度差保持不变，所以A、B、D均错误，C正确。2. 在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g的值，g值可由实验精确测得，近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g值转变为测长度和时间，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点上抛小球又落到原处的时间为T2，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，从小球离开P点到又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于()A. B.C. D.答案A解析小球从O点上升到最大高度的过程中h2g2，小球从P点上升到最大高度的过程中h1g2，依据题意h2h1H，联立解得g，故A正确。3. 如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别h1h2h3321。若先后顺次静止释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则下列说法不正确的是()A三者到达桌面时的速度之比是 1B三者运动的平均速度之比是 1Cb与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差Db与a开始下落的时间差大于c与b开始下落的时间差答案D解析三球做自由落体运动，由公式v22gh可得v，所以三者到达桌面时的速度之比是1，A正确；三者都做匀变速直线运动，初速度为零，所以平均速度，故平均速度之比为1，B正确；根据hgt2可得a、b开始下落的时间差为t1() ，b、c开始下落的时间差为t2 (1) ，所以t1t2，C正确，D错误。4. (多选)观察水龙头，在水龙头出水口出水的流量(单位时间内通过任一横截面的水的体积)稳定时，发现自来水水流不太大时，从水龙头中连续流出的水会形成一水柱，现测得高为H的水柱上端面积为S1，下端面积为S2，重力加速度为g，以下说法正确的是()A水柱是上细下粗B水柱是上粗下细C该水龙头的流量是S1S2D该水龙头的流量是 答案BC解析由于单位时间内通过任一横截面的水的体积相等，设t时间内通过水柱任一横截面的水的体积为V，VvtS，开始时水流速度小，横截面积大，速度增大时横截面积变小，所以水柱是上粗下细，A错误，B正确；高为H的水柱上端速度为v1，下端速度为v2，根据vv2gH，水的流量S1S2，C正确，D错误。5跳伞运动员以5 m/s的速度匀速下降的过程中，在距地面10 m处掉了一颗扣子，跳伞运动员比扣子晚着地的时间为(不计空气阻力对扣子的作用，g取10 m/s2)()A1 s B2 s C. s D(2) s答案A解析扣子刚掉下时，由于惯性保持原来5 m/s的速度向下运动，即扣子做初速度为5 m/s、加速度为g的匀加速直线运动，由hv0tgt2解得t11 s，t22 s(舍去)，运动员着地用时为t2 s，运动员比扣子晚着地的时间为ttt11 s，所以选A。6小球每隔0.2 s从同一高度抛出，做初速度为6 m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g取10 m/s2)()A3 B4 C5 D6答案C解析初速度为6 m/s的小球竖直上抛，在抛出点上方的运动时间t1.2 s，所以第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为5个，C正确。7不计空气阻力，以一定的初速度竖直上抛一物体，物体从被抛出至回到抛出点的运动时间为t。现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板，物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反，撞击所需时间不计，则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()A0.5t B0.4t C0.3t D0.2t答案C解析物体从被抛出至回到抛出点的运动时间为t，则2v0gt，物体上升到最大高度的一半处时，速度为v，则用时t1。物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反，撞击所需时间不计，则物体落回抛出点的时间与上升的时间相同，即t2t1，则这种情况下物体上升和下降的总时间约为t2t10.3t，故C正确。8(多选)将某物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2。5 s内物体的()A路程为65 mB位移大小为25 m，方向向上C速度改变量的大小为10 m/sD平均速度大小为13 m/s，方向向上答案AB解析物体的初速度大小v030 m/s，g10 m/s2，其上升时间t13 s，上升高度h145 m；下降时间t25 st12 s，下降高度h2gt20 m；末速度vgt220 m/s，方向向下；故5 s内的路程sh1h265 m；位移xh1h225 m，方向向上；速度改变量vvv050 m/s，负号表示方向向下；平均速度大小5 m/s，方向向上。A、B正确。9(2014上海高考)在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为()A. B. C. D.答案A解析对比两球运动的过程，向上抛出的小球比向下抛出的小球多出抛出点以上的运动过程，即竖直上抛到落回抛出点的过程，所以两球落地的时间差为t。10(2018衡水检测)一小球竖直向上抛出，先后经过抛出点的上方h5 m处的时间间隔t2 s，则小球的初速度v0为多少？小球从抛出到返回原处所经历的时间是多少？答案10 m/s2 s解析画出小球运动的情景图，如图所示。小球先后经过A点的时间间隔t2 s，根据竖直上抛运动的对称性，小球从A点到最高点的时间t11 s，小球在A点处的速度vAgt110 m/s在OA段根据公式vv2gx解得v010 m/s小球从O点上抛到A点的时间t2 s(1) s根据对称性，小球从抛出到返回原处所经历的总时间t2(t1t2)2 s。11(2017石家庄调研)如图所示，运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起，举起双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45 m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计，计算时可以把运动员看成全部质量集中在重心的一个质点，g取10 m/s2)，求：(1)运动员起跳时的速度v0；(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t(结果保留三位有效数字)。答案(1)3 m/s(2)1.75 s解析(1)上升阶段：v2gh解得v03 m/s。(2)上升阶段：0v0gt1解得t1 s0.3 s自由落体过程Hgt解得t2 s1.45 s故tt1t20.3 s1.45 s1.75 s。12(2018惠州调研)在一次低空跳伞训练中，当直升机悬停在离地面H224 m高处时，伞兵离开飞机做自由落体运动。运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以a12.5 m/s2的加速度匀减速下降。为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过v5 m/s，取g10 m/s2，求：(1)伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？(2)伞兵在空中的最短