2019-2020学年高中物理 第3章 抛体运动 第2节 竖直方向上的抛体运动随堂演练巩固提升 鲁科版必修2

1 第第 2 2 节节 竖直方向上的抛体运动竖直方向上的抛体运动 随堂检测 学生用书 p46 1 关于竖直下抛运动 下列说法正确的是 a 飞行中的轰炸机抛下的炸弹的运动是竖直下抛运动 b 从屋顶竖直向下抛出的铅球的运动是竖直下抛运动 c 竖直下抛运动是一种特殊的非匀变速直线运动 d 某同学站在窗前将衣服竖直向下抛给伙伴 他认为衣服的运动是竖直下抛运动 解析 选 b 轰炸机抛下的炸弹具有水平初速度 不是竖直下抛运动 故 a 错 衣服向 下运动时所受空气阻力太大 与其重力相比不可忽略 其运动不是竖直下抛运动 故 d 错 从屋顶竖直向下抛出的铅球具有竖直向下的初速度且其所受空气阻力可以忽略 其运动可 以看作竖直下抛运动 故 b 对 竖直下抛运动仅受重力作用 其加速度为重力加速度g 故 c 错 2 多选 有关竖直上抛运动 下列说法正确的是 a 竖直上抛运动是a g的匀变速运动 b 可分解为竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动 c 可以把从最高点下落的后半段运动看成是自由落体运动 d 上升过程的加速度小于下落过程的加速度 解析 选 abc 根据运动的合成与分解的知识 竖直上抛运动可分解为竖直向上的匀速 直线运动和自由落体运动 也可以把从最高点下落的后半段运动看成是自由落体运动 并 且是a g的匀变速运动 所以 a b c 正确 d 错误 3 多选 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 m b 位移大小为 25 m 方向向上 c 速度改变量的大小为 10 m s d 平均速度大小为 13 m s 方向向上 解析 选 ab 上抛时间t上 3 s 上升的高度为h 45 m 5 s 时物体下落 v0 g 的时间为 2 s 下落的高度为h gt 20 m 因此 5 s 内物体的路程s1 h h 65 m 1 22 下 选项 a 正确 5 s 内物体的位移s2 h h 25 m 方向向上 选项 b 正确 速度的改变量 v v1 v0 gt下 v0 50 m s 选项 c 错误 平均速度v m s 5 m s s2 t总 25 5 2 方向向上 选项 d 错误 4 如图所示 将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时 将另一相同质量的小球b从 距地面h处由静止释放 两球恰在 处相遇 不计空气阻力 则 h 2 a 两球同时落地 b 相遇时两球速度大小相等 c 从开始运动到相遇 球a动能的减少量等于球b动能的增加量 d 相遇后的任意时刻 重力对球a 球b做功的功率相等 解析 选 c 相遇时满足gt2 v0t gt2 h gt2 所以v gh 小球b落地时 1 2 1 2 1 2 h 22 0 间tb 小球a落地时间ta 2 2 2 因此 a 错误 相遇时 2h g v0 g gh g h g vb v v 2g va 0 所以 b 错误 因为两球恰在 处相遇 说明重力做功 2g h 2 2a2 0 h 2 h 2 的数值相等 根据动能定理 球a动能的减少量等于球b动能的增加量 c 正确 相遇后 的任意时刻 球b的速度始终大于球a的速度 因此重力对球b做功的功率大于对球a做 功的功率 d 错误 5 在 2015 年国际泳联跳水系列赛加拿大温莎站的比赛中 中国选手任倩以 429 35 分 获得女子 10 米跳台决赛冠军 任倩身高约为 1 50 m 她站在离水面 10 m 高的跳台上 重 心离跳台面的高度约 0 8 m 竖直向上跃起后重心升高 0 45 m 达到最高点 入水时身体竖 直 当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作 这时任倩的重心离水面约为 0 80 m 空气阻力可忽略不计 重力加速度g取 10 m s2 求任倩从离开跳台到手触及水面所用 的时间 结果保留两位有效数字 解析 任倩跃起后可看成做竖直上抛运动 上升阶段做匀减速上升 重心上升的高度 h1 0 45 m 设起跳速度为v0 则 v 2gh1 2 0 上升过程的时间t1 v0 g 3 代入数据可得t1 0 3 s 2h1 g 任倩从最高处下落做自由落体运动 从下落至手触及水面的过程中重心下落的高度 h2 10 45 m 设下落过程的时间为t2 则h2 gt 解得t2 s 1 4 s 1 22 2 2h2 g2 09 则任倩从离开跳台到手触及水面所用的时间为t t1 t2 1 7 s 答案 1 7 s 课时作业 学生用书 p115 单独成册 一 单项选择题 1 做自由落体运动 竖直下抛运动和竖直上抛运动的物体 在相等的时间内速度的变 化 a 大小相等 方向相同 b 大小相等 方向不同 c 大小不等 方向相同 d 大小不等 方向不同 解析 选 a 由于三种运动的加速度相同且均为g 则在相等时间 t内 物体的速度 变化量为 v g t 故 v大小相等 方向均向下 a 正确 2 做竖直上抛运动的物体在上升和下降过程中通过同一位置时 不相同的物理量是 a 速度 b 速率 c 加速度 d 位移 解析 选 a 竖直上抛运动的物体 上升和下降过程的加速度都等于重力加速度g 上升 和下降过程经过同一位置时的位移大小相等 方向相同 而速度大小相等 方向相反 故 选 a 3 在同一高度将质量相等的a b两球以大小相等的初速度分别竖直上抛和竖直下抛 则下列说法中不正确的是 a a b两球落地时位移相同 b 在运动过程中 a b两球的加速度相同 c a b两球落地时速度相同 d 在整个运动过程中 a b两球的速度变化量相同 解析 选 d a b两球的初 末位置相同 因而两球运动的位移相同 在运动过程中加 速度都是g 故 a b 正确 由竖直上抛运动的对称性可知 a球落回抛出点时速度大小与 b球抛出的速度大小相等 方向均竖直向下 故a b两球落地时速度相同 c 正确 在整 个运动过程中 a b两球的末速度相同 但两者的初速度不同 所以a b两球的速度变 化量不同 d 错误 4 物体竖直上抛后又落向地面 设向上为正方向 则它的整个过程中速率v跟时间t 的关系是如图所示中的哪一个 4 解析 选 a 竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段关于最高点对称 所以速率先减小后 增大 最高点速率为零 只有 a 正确 5 在同一高度同时以 10 m s 的速度抛出a b两个小球 a球竖直上抛 b球竖直下 抛 g取 10 m s2 则两球落地的时间差为 a 1 s b 2 s c 3 s d 4 s 解析 选 b 设两球距离地面的高度为h 则对竖直上抛的小球 有 h v0t gt2 1 2 对竖直下抛的小球 有h v0t gt 2 落地的时间差为 t t t 联立解得 1 2 t 2 s 6 物体甲自由下落 1 s 后 将物体乙在甲释放处以v0 10 m s 竖直下抛 g取 10 m s2 不计空气阻力 则在两物体落地前有 a 乙离甲越来越远 b 乙离甲越来越近 最终超过甲 c 乙相对甲做加速运动 d 乙相对甲静止 解析 选 d 以物体甲开始下落时刻为初始时刻 则对甲有h甲 gt2 对乙有h乙 1 2 v0 t 1 g t 1 2 则h甲 h乙 gt2 v0t v0 gt2 gt 代入数值得h甲 h 1 2 1 2 1 2 g 2 乙 5 m 即两物体的间距不变 它们保持相对静止 故 d 正确 二 多项选择题 7 一探空火箭点火后竖直升空 其速度 时间图象如图所示 关于火箭的运动情况下 列说法中正确的是 a 火箭上升到最高点所用时间为 40 s b 0 40 s 火箭做竖直上抛运动 c 40 120 s 火箭做竖直上抛运动 d 火箭离开地面的最大高度为 48 km 5 解析 选 cd 120 s 前 火箭始终竖直向上运动 a 错 0 40 s 内火箭竖直向上加速 运动 b 错 c 对 火箭离开地面的最大高度s 800 120 m 48 km d 对 1 2 8 以初速度v0从地面竖直上抛一物体 不计空气阻力 当物体速度大小为时 所 v0 3 用时间可能是 a b v0 3g 2v0 3g c d v0 g 4v0 3g 解析 选 bd 由vt v0 gt知 当vt方向向上时 vt 解得t 当vt方向向 v0 3 2v0 3g 下时 vt 解得t 则 b d 正确 a c 错误 v0 3 4v0 3g 9 一物体自空中某点竖直向上抛出 1 s 后物体的速率为 4 m s 不计空气阻力 g 取 10 m s2 设竖直向上为正方向 则在这 1 s 内物体的位移大小可能是 a 1 m b 9 m c 1 m d 9 m 解析 选 ab 若末速度的方向向上 则初速度 v0 v gt得 v0 v gt 4 10 1 14 m s 物体的位移 x t 1 m 9 m v v0 2 4 14 2 若末速度的方向向下 则由 v v0 gt得 v0 gt v 10 1 4 6 m s 物体的位移x 1 m 1 m v0 vt 2 6 4 2 三 非选择题 10 在距离地面 2 4 m 高处竖直下抛一物体 物体在最后 0 3 s 内位移为 1 95 m 则 物体的抛出速度为多大 g取 10 m s2 解析 物体的运动过程可用如图表示 ab 1 95 m 时间tab 0 3 s c点为ab段的中间时 刻 由平均速度得 vc v 6 5 m s sab tab vb vc gtbc 6 5 m s 10 0 15 m s 8 m s 6 由v v 2gh得 2b2 0 v0 m s 4 m s 即抛出速度为 4 m s 82 2 10 2 4 答案 4 m s 11 一人站在距地面 20 m 高处将一物体竖直上抛 到达最高点的最后 1 s 内上升的高 度是它可上升的最大高度的 求 不计空气阻力 g取 10 m s2 1 5 1 它可上升的最大高度 距抛出点 2 物体从抛出到落地的时间 解析 1 采用逆向思维法 最后 1 s 内的位移h gt 10 12 m 5 m 1 22 1 1 2 故可上升的最大高度hm 5h 25 m 2 设上升的时间为t1 由hm gt得t1 s 1 22 15 设从最高点至落地的时间为t2 由hm h gt得t2 3 s 1 22 2 故从抛出至落地的时间t t1 t2 3 s 5 答案 1 25 m 2 3 s 5 12 气球上系一重物 以 10 m s 的速度自地面匀速上升 当上升到离地面高度 h 175 m 处时 绳子突然断了 问 不计空气阻力 g取 10 m s2 1 重物是否立即下降 重物要经过多长时间才能落到地面 2 重物落地时的速度是多大 解析 法一 分段法 1 画出重物运动过程如图所示 绳子断开后重物的上升过程 上升时间 t上 s 1 s v0 g 10 10 自 175 m 高处继续上升的最大高度 h上 m 5 m 102 2 10 重物做自由落体运动的过程 7 下降的总高度h h h上 1