一轮作业手册：第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动(基础热身+能力提升+挑战自我,含解析).doc

课时作业(三)第3讲自由落体运动和竖直上抛运动1伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是()A对自然现象进行总结归纳的方法B用科学实验进行探究的方法C对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法D抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法2某中学生身高1.70 m，在学校运动会上参加跳高比赛，采用背跃式，身体横着越过2.10 m的横杆，获得了冠军，据此可以估算出他跳起时竖直向上的速度为()A7 m/sB6 m/sC5 m/s D3 m/s32012山大附中月考一个物体从某一高度做自由落体运动， 已知它第一秒内的位移恰为它最后一秒内位移的一半， g取10 m/s2，则它开始下落时距地面的高度为()A5 m B11.25 mC20 m D31.25 m4从地面竖直上抛物体A，同时在某高度有一物体B自由落下，两物体在空中相遇时的速率相等，则()A物体A的上抛初速度大小是两物体相遇时速率的2倍B相遇时物体A已上升的高度和物体B已下落的高度相同C物体A和物体B落地时间相等D物体A和物体B落地速度相等5从某高处释放一粒小石子，经过1 s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将()A保持不变 B不断增大C不断减小 D有时增大，有时减小6从足够高处释放一石子甲，经0.5 s，从同一位置再释放另一石子乙，不计空气阻力，则在两石子落地前，下列说法中正确的是()A它们间的速度差与时间成正比B甲石子落地后，经0.5 s乙石子还在空中运动C它们在空中运动的时间相同D它们在空中运动的时间与其质量无关72012福建六校联考一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则()A物体在2 s末的速度是2.0 m/sB物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/sC物体在第2 s内的位移是20 mD物体在5 s内的位移是50 m82012淮北一模木星的一个卫星木卫1上面的珞玑火山喷发时，火山喷发出的岩块上升高度可达250 km，每一块石头的滞空时间为1 000 s已知在距离木卫1表面几百千米的范围内，木卫1的重力加速度g木卫可视为常数，而且在木卫1上没有大气则据此可求出g木卫与地球表面重力加速度g(g10 m/s2)的关系是()Ag木卫g Bg木卫gCg木卫g Dg木卫g9小球在t0时刻从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其vt图象如图K31所示，则由图可知()图K31A小球下落的最大速度为5 m/sB小球下落的最大速度为3 m/sC小球能弹起的最大高度为0.45 mD小球能弹起的最大高度为1.25 m图K3210用如图K32所示的方法可以测出一个人的反应时间甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方，乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的准备，但手没有碰到尺子当乙同学看到甲同学放开尺子时，立即捏住尺子，乙同学发现捏住尺子刻度为b的位置已知重力加速度为g，a、b的单位为国际单位，则乙同学的反应时间t约等于()A.B.C. D.11一小球竖直向上抛出，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？12小芳是一个善于思考的乡村女孩，她在学过自由落体运动规律后，对自家房上下落的雨滴产生了兴趣她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，小芳同学在自己的作业本上画出了如图K32所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图，其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子，请问：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？图K3213在竖直的井底，将一物块以11 m/s的速度竖直向上抛出，物体冲过井口时被人接住，在被人接住前1 s内物体的位移是4 m，方向向上，不计空气阻力，g取10 m/s2，求：(1)物体从抛出到被人接住所经历的时间；(2)此竖直井的深度 专题(一)专题1运动图象12012江西三校联考下列所给的图像中能反映做直线运动物体不会回到初始位置的是()图Z1122012唐山一模甲、乙两辆汽车从同一点出发，向同一方向行驶，它们的vt图象如图Z12所示下列判断正确的是()图Z12A在t1时刻以前，乙车始终在甲车的前面B在t1时刻以前，乙车的速度始终比甲车的大C在t1时刻以前，乙车的速度始终比甲车增加的快D在t1时刻两车第一次相遇32012孝感一模甲、乙两车同时沿同一方向做直线运动，它们的位移时间图象如图Z13所示，甲车图象为过坐标原点的倾斜直线，乙车图象为顶点在坐标原点的拋物线，则下列说法正确的是()图Z13A甲、乙之间的距离先增大、后减小，然后再增大B0t1时间段内，乙的平均速度大于甲的平均速度Ct1时刻，乙的速度等于甲的速度的2倍D0t1时间段内，时刻甲、乙距离最大42012大连模拟如图Z14所示为甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动的vt图象，则下列说法错误的是()图Z14A甲、乙两物体在4 s末相距最远B甲、乙两物体在5 s末相遇C前4 s内甲物体总在乙物体的前面D甲、乙两物体在2.5 s时相距最远52012衡水质检图Z15是甲、乙两物体做直线运动的vt图象下列表述正确的是()图Z15A乙做匀加速直线运动B01 s内甲和乙的位移相等C甲和乙的加速度方向相同D甲的加速度比乙的小62012东北三校联考从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体、的速度时间图象如图Z16所示在0t2时间内，下列说法中正确的是()图Z16A物体所受的合外力不断增大，物体所受的合外力不断减小B在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远Ct2时刻两物体相遇D、两个物体的平均速度大小都是72012重庆月考如图Z17所示，汽车以10 m/s的速度匀速驶向路口，当行驶至距路口停车线20 m处时，绿灯还有3 s熄灭而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处，则汽车运动的速度(v)时间(t)图象可能是()图Z1782012宝鸡月考一只气球以10 m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6 m处有一小石子以20 m/s的初速度竖直上抛，若g取10 m/s2，不计空气阻力，则以下说法正确的是()A石子一定能追上气球B石子一定追不上气球C若气球上升速度等于9 m/s，其余条件不变，则石子在抛出后1 s末追上气球D若气球上升速度等于7 m/s，其余条件不变，则石子在到达最高点时追上气球92012湛江月考图Z18是某质点做直线运动的vt图象，由图可知这个质点的运动情况是()图Z18A前5 s做的是匀速运动B5 s15 s内做匀加速运动，加速度为1 m/s2C15 s20 s内做匀减速运动，加速度为3.2 m/s2D质点15 s末离出发点最远，20 s末回到出发点10一物体做加速直线运动，依次通过A、B、C三点，ABBC.物体在AB段加速度为a1，在BC段加速度为a2，且物体在B点的速度为vB，则()Aa1a2Ba1a2Ca1a2D不能确定11蚂蚁离开蚁巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢中心的距离成反比，当蚂蚁爬到距蚁巢中心的距离L11 m的A点处时，速度是v12 cm/s.试问蚂蚁从A点爬到与距蚁巢中心距离L22 m的B点所需的时间为多少？ 实验(一)实验1研究匀变速直线运动1在“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)得到如图S11所示的纸带图中的点为计数点，相邻两个计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()图S11A实验时应先放开纸带再接通电源B(x6x1)等于(x2x1)的5倍C从纸带可求出计数点B对应的速率D相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s2在“研究匀变速直线运动”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.10.20.30.40.50.6通过计数点时的速度(cm/s)44.062.081.0100.0119.0138.0为了算出加速度，合理的方法是()A由任意两个计数点的速度用公式a算出加速度B根据实验数据画出vt图，量出其倾角，由公式atan 算出加速度C根据实验数据画出vt图，由图线上间隔较远的两点所对应的速度，用公式a算出加速度D依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度32012芜湖模拟图S12为记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T0.1 s.图S12(1)在如图S13所示的坐标系中作出小车的vt图线图S13(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是_ cm/s，此速度的物理意义是_4如图S14所示，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间的距离为d.图S14(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间t1和t2，则小车加速度a_(2)为减小实验误差，可采取的方法是()A增大两挡光片宽度bB减小两挡光片宽度bC增大两挡光片间距dD减小两挡光片间距d52012梅州模拟图S15甲为用打点计时器记录小车运动情况的装置，开始时小车在水平玻璃板上匀速运动，后来在薄布面上匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示(附有刻度尺)，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s.甲乙图S15从纸带上记录的点迹情况可知，A、E两点迹之间的距离为_cm，小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为_m/s；小车在薄布面上运动的加速度大小为_m/s2.62012东莞模拟在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)，如图S16所示打点计时器接的是50 Hz的低压交流电源他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点O对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在下表中图S16线段OAOBOCODOEOF数据/cm0.541.532.924.767.009.40(1)由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度，如下表所示，则表中E点的速度应该为_m/s.各点速度vAvBvCvD数据/(102m/s)7.7012.016.220.4(2)试根据表格中数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标系中作出vt图象，并从图象中求得物体的加速度a_m/s2(取两位有效数字)图S177某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图S18所示请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：(填字母)图S18(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的 _(2)打A纸带时，物体的加速度大小是_m/s2.8在做“研究匀变速直线运动”的实验中： (1)如图S19所示是某同学由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两个相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T0.02 s，其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.图S19下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度位置BCDEF速度(ms1)0.7370.8010.994(2)以A点为计时起点，在图S110中画出小车的速度时间关系图线图S110(3)根据你画出的小车的vt关系图线计算出的小车的加速度a_m/s2.课时作业(三)1D解析 伽利略对运动的研究，通常包括以下几个方面的要素：通过对现象的一般观察，提出假设，运用逻辑(包括数学)推理得出推论，通过实验对推论进行检验，最后对假设进行修正和推广伽利略对自由落体运动的研究也是如此，故正确选项为D.2C解析 起跳前，重心位置大约是0.85 m，起跳后，重心上升的最大高度为h2.10 m0.85 m1.25 m，把他的运动看做竖直上抛运动，可估算出他起跳时竖直向上的速度约为v5 m/s.3B解析 设物体在最后一秒的初速度为v，则最后一秒内位移为xvtgt2vg；而第一秒内的位移为x0g，而x0，解得v5 m/s.则物体做自由落体运动的时间t1 s1.5 s，则下落高度hgt211.25 m，选项B正确4AD解析 从竖直上抛运动速度的对称性可知，A物体上升的最大高度与B物体自由下落的高度相同，因此两物体落地速度相等，选项D正确；相遇时刻为B下落的中间时刻，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得： v，即v02v，选项A正确；由初速度为0的匀变速直线运动的规律可知，B下落高度与A上升高度之比为13，选项B错误；同时可知A运动时间为B运动时间的两倍，选项C错误5B解析 设第1粒石子运动的时间为t s，则第2粒石子运动的时间为(t1) s，则经过时间t s，两粒石子间的距离为hgt2g(t1)2gtg，可见，两粒石子间的距离随t的增大而增大，故B正确6CD解析 两石子做自由落体运动，则二者速度差恒定，A错误；由于两石子下落的高度相同，因此下落的时间相同，甲石子落地后，经0.5 s乙石子刚好落地，B错误，C正确；由于不计空气阻力，由t可知，两石子在空中运动的时间与质量无关，D正确7D解析 设星球的重力加速度为g，小球自由下落，在第5 s内的位移是18 m，可得gtgt18 m，其中t44 s，t55 s，解得g4 m/s2.小球在2 s末的速度是v2gt28 m/s，选项A错误；小球在第4 s末的速度v4at416 m/s，在第5 s末的速度v5at520 m/s，小球在第5 s内的平均速度v18 m/s，选项B错误；小球在前2 s内的位移是gt8 m，小球在第1 s内的位移是gt2 m，小球在第2 s内的位移是8 m2 m6 m，选项C错误；小球在5 s内的位移是gt50 m，选项D正确8C解析 一块石头的滞空时间为1 000 s，石头上升或下落时间为500 s，根据hg木卫t2，解得g木卫2 m/s2，C正确9AC解析 由图可知：小球下落的最大速度为5 m/s，弹起的初速度为3 m/s，选项A正确，选项B错误；弹起的最大高度为时间轴下三角形的面积，即为0.45 m，选项C正确，选项D错误10C解析 根据自由落体运动的规律，尺子下落(ab)高度对应的时间即乙同学的反应时间由公式hgt2得t，选项C正确1110 m/s2 s解析 根据题意，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段有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.12(1)3.2 m(2)0.2 s解析 设屋檐离地面高度为h，滴水的时间间隔为T.第2滴水的位移为h2g(3T)2第3滴水的位移为h3g(2T)2且h2h31 m由以上各式解得T0.2 s则屋檐高hg(4T)23.2 m.13(1)1.2 s(2)6 m解析 (1)设接住前1 s时的速度为v1，由竖直上抛运动规律有xv1tgt2解得v19 m/s接住前的运动时间为t1 s0.2 s从抛出到被人接住所经历的时间 tt11 s1.2 s.(2)竖直井的深度Hv0tgt2111.2 m101.22 m6 m.说明：自由落体的物体第1 s内的位移h1gt25 m，被人接住前1 s内位移小于5 m，可知物体是在通过最高点后返回的过程中被接住专题(一)1B2AB解析 由速度图象与时间轴所夹面积表示位移可知，在t1时刻以前，乙车始终在甲车的前面，且乙车的速度始终比甲车的大，选项A、B正确；由速度图象的斜率表示加速度可知，在t1时刻以前乙车的加速度逐渐减小，最终为零，甲车加速度恒定，选项C错误；在t1时刻两车第一次速度相等，选项D错误3ACD解析 由题中的位移时间图象可知，甲、乙之间的距离先增大、后减小，然后再增大，选项A正确；t1时刻，甲、乙位移相等，0t1时间段内，甲、乙的平均速度相等，选项B错误；乙车图线为顶点在坐标原点的拋物线，故乙车做初速度为零的匀加速直线运动，在t1时刻，甲车位移x1v1t1，乙车位移x2，根据t1时刻甲、乙位移相等，可得v22 v1，选项C正确；由atv1t1可得乙车加速度a，在0t1时间段内，当甲、乙距离最大时，atv1，解得t，即时刻甲、乙距离最大，选项D正确4A解析 甲、乙运动的位移可由速度图象与时间坐标轴所围的面积表示，且两物体是在同一地点不同时刻出发做匀变速直线运动，比较面积可知，选项A错误，选项B、C、D正确5A解析 甲、乙两物体在速度图象里的图线都是倾斜的直线，故两物体都做匀变速直线运动，乙是匀加速运动，甲是匀减速运动，加速度方向不同，A对，C错；在速度图象里图线与时间轴所夹的面积表示位移，故在01 s内甲的位移大于乙的位移，B错；图线斜率表示加速度，故甲的加速度大于乙的加速度，D错6B解析 速度时间图象中物体的斜率逐渐减小，即物体的加速度逐渐减小，所以物体所受合外力不断减小，A错误；在0t1时间内，物体的速度始终大于物体的速度，所以两物体间距离不断增大，当两物体速度相等时，两物体相距最远，B正确；在速度时间图象中图线与时间轴所围面积表示位移，而在0t2时间内，物体速度图线所围面积大于物体速度图线所围面积，两物体平均速度不可能相同，C、D错误7C解析 汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处，故汽车在3 s内位移为20 m，由速度图象与时间轴所夹面积表示位移可知汽车运动的速度(v)时间(t)图象可能是C.8BC解析 石子的初速度为20 m/s，石子做减速运动，经1 s速度减为10 m/s，此时气球位移为10 m，石子位移为15 m，石子未能追上气球，此时石子速度小于气球速度，石子一定追不上气球，A错误，B正确；同理，C正确，D错误9AC解析 由图象可知前5 s质点做的是匀速运动，A正确；5 s15 s内质点做匀加速运动，但加速度为0.8 m/s2，B错误；15 s20 s内质点做匀减速运动，其加速度为3.2 m/s2，C正确；质点一直做方向不变的直线运动，在20 s末离出发点最远，D错误10C解析 依题意作出物体的vt图象，如图所示图线下方所围成的面积表示物体的位移，由几何知识知图线、不满足ABBC.只能是这种情况因为斜率表示加速度，所以a1a2，选项C正确1175 s解析 若将AB无限分割，每一等分可看作匀速直线运动，然后求和，这一办法原则上可行，实际上很难计算题中有一关键条件：蚂蚁运动的速度v与蚂蚁离蚁巢的距离x成反比，即x，作出x图象如图所示，为一条通过原点的直线从图上可以看出梯形ABCD的面积就是蚂蚁从A到B的时间：T(L2L1)75 s.实验(一)1BC解析 在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，选项A错误由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出，所以时间间隔为T0.1 s，选项D错误根据相等的时间间隔内通过的位移有xmxn(mn)aT2，可知(x6x1)等于(x2x1)的5倍，选项B正确B点为AC的中间时刻点，有vB，选项C正确2C解析 根据任意两个计数点的速度用公式a算出加速度的偶然误差较大，选项A错误；vt图中倾角与所选标度有关，故由tan算出加速度a是不合理的，选项B错误；由图线上间隔较远的两点对应的速度，利用公式a算出的加速度偶然误差小，选项C正确；依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，实际相当于只使用了第1组