自由落体习题

自由下落一、考试场地分析电火花计时器的电磁打点计时器的研究第二，知识扫描1.自由落体运动自由落体的运动是一种匀速直线运动，有初速度、加速度和方向。自由落体运动定律；v=gt s=gt2 v2=2gs2.使用电磁打点计时器。当电源频率为50Hz时，它每隔一段时间就会到达一个点。电火花计时器是一种计时仪器，它使用纸带上的小孔来显示点。它使用电压。当电源频率为50Hz时，它每隔一段时间也会产生点。3.自动收报机纸带的处理图1-4-1(1)取点的原则是：纸带必须从铺好的纸带中选择，开头较密的点必须丢弃。从便于测量的位置取一个起点A，然后每隔5点(或每隔4点)取一个计数点B、C、D、E、F，如图1-4-1所示。这样，每两次计数之间的时间间隔为t=，便于计算。(2)从纸带读取长度的方法：读取长度使用毫米刻度来测量从每个点到点A的距离，并计算相邻计数点之间的距离s1、s2、s3、s4、s5、S6。因为毫米尺的最小刻度是毫米，所以必须估计读数位置。(3)用铺好的纸带计算各计数点速度和加速度的方法用铺好的纸带找出对应于任何计数点的瞬时速度：VN=。(2)铺纸带加速用“逐步差分法”求一个例题利用垂直-时间图找到A，找出B、C、D、E、F各点的实时速度，并画出垂直-时间图，即所需加速度AIii .典型案例分析图1-4-2例1如图1-4-2所示，悬挂直杆AB的长度为L1，在它的下L2有一个长度为L3的无底圆柱体CD。如果悬挂线被切断，直杆需要多长时间才能穿过气缸？实施例2允许两个钢球从足够的高度一个接一个地自由落下。这两个球由一根9.8米长的绳子连接起来。第一个球落下后一秒钟，第二个球开始落下。不管空间阻力和绳子的质量如何，试着找出连接两个球的绳子在第二个球开始落下后多久才变直。(g=9.8m/s2)例3气球以4米/秒的速度垂直上升。气球底部装有重物。当气球升到离地面217米时，附着在重物上的绳子就会断裂。从这一刻起，重物落地需要多长时间？一个重物着陆的速度有多快？(g=10 m/s2)实施例4在用点计时器测量线性运动的均匀加速度的实验中，在纸带上获得了7个连续的清晰点，并且每个点和第一个点之间的距离用如下标度测量：点数的顺序1234567距离(厘米)06.0312.5019.3526.5434.1542.15那么运动物体的加速度a=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ m/S2。(使用的交流电源频率为50赫兹)例5在“研究匀速直线运动”的实验中，一位同学拿了一个点计时器制作的纸带，如图1-4-5所示，取了a、b、c、d、e、f等6个计数点(每两个相邻的计数点之间有4个点计时器制作的点，此图未示出)。点定时器与“220伏，50赫兹”的交流电相连。如图所示，他在纸带上放置了一个毫米刻度，它的零刻度与计数点a对齐，以找出：(1)当打点计时器到达点b、c、d和e时物体的瞬时速度vB、vC、vD和ve。(2)根据(1)中获得的数据，尝试在图中给定的坐标系中绘制一幅垂直-垂直图像，并从中计算物体的加速度。(3)如果当时电网中交流电的频率为f=49Hz，而做实验的学生并不知道，那么由此引起的系统误差会使加速度的测量值偏离实际值。原因是：图1-4-5四.变体迁移1.水滴从高楼的某一点自由落下。只需0.1秒就能通过楼下一个2.95米高的广告牌。当水滴开始自由下落时，从广告牌上边缘算起的垂直高度是多少米？(g 10 m/s2)2.如图1-4-6所示，这是实验过程中获得的纸带。如果两个相邻点之间的时间间隔为0.02秒，则可以从图中给定的数据中获得汽车运动的加速度，即_ _ _ _ _ _米/S2。2.42厘米2.75厘米图1-4-6V.能力上的突破1.一个物体自由下落。1秒后的下落高度正好是它开始下落时高度的三分之一。g取9.8m/s2，物体开始下落时的高度为()a . 9.8毫米B.14.7m米C.19.6m米d . 4.9米2.为了测量汽车在直道上起步时的加速度(起步时汽车的运动可近似视为匀速运动)，有人在同一张底片上拍了多次曝光的照片(如图1-4-7所示)。如果车身长度在曝光后每2秒钟为4.5米，则汽车的加速度约为()。a1米/s2 B.2米/s2 C.3米/s2 D.4米/s2图1-4-73.一位观察者发现，一滴水定期从8米高的屋檐上落下，当他看到第五滴水离开屋檐时，第一滴水就掉到了地上。那么，离地面第二滴水的高度是()图1-4-8a2米B.2.5米C.2.9米D.3.5米4.在同一个地方，a、b两个物体沿同一方向作直线运动的速度时间图像如图1-4-8所示，是()两个物体相遇的时间是2S和6SB.物体b向前移动2S，然后向后移动两个物体之间最远的时间是1S端和4S端在d.4之后，a领先于b。5.在“测量匀速直线运动的加速度”实验中，以下方法有利于减小实验误差()A.选择计数点，以每打五点的时间间隔为时间单位B.使汽车运动的加速度尽可能小C.丢弃纸带上的密集点，仅使用具有清晰点和适当点间距的部分进行测量和计算d .选择各处平滑度相同的长木板进行实验图1-4-96.如图1-4-9所示，通过物体以匀速直线运动获得纸带。从点o开始，每5个计数点取一个计数点，按照点的顺序依次编号为1、2、3、4、5和6。测量了S1=5.18厘米，S2=4.40厘米，S3=3.62厘米，S4=2.78厘米，S5=2.00厘米，S6=1.22厘米。如果交流电源的频率已知为50Hz，则(1)两个相邻计数点之间的时间间隔为s(2)物体的加速度a=m/S2，方向(填写AB或BA)。(3)当打点计时器到达计数点3时，物体的速度V3等于m/s，方向(填入AB或BA)7.物体从高度H自由下落。通过最后196米的时间是4秒。用来计算物体高度H的总时间T和高度H是多少？(不包括空气阻力，g为9.8m/s2)8.上端挂着一条链子。如果链条从悬挂点释放，链条在悬挂点下通过20米所需的时间正好是1秒，并计算链条的长度。(g 10m/s2)9.一个矿井有45米深。一个小球定期在井口自由下落。当第七个球从井口开始时摔倒时，第一个球刚好掉到井底，问：(g取10米/s2)(1)两个相邻的球下落的时间间隔是多少？(2)第三个球和第五个球之间的距离有多远？10.一名伞兵在350米的高度离开飞机，跳伞着陆。为了使着陆时间更快，他一开始不打开伞，而是自由降落。着陆一段距离后，他打开伞。打开伞后，他以2米/秒的加速度下落，到达地面时的速度为4米/秒。伞兵应该从地面打开伞多高？(g=10 m/s2)参考答案第二，知识扫描1.零重力垂直向下2.交流4-6V 0.02秒火花放电220伏交流0.02秒3.0.1s0.1mm斜率，带有清晰的点迹Iii .典型案例分析图1-4-3例1分析直杆自由下落穿过气缸的示意图如图1-4-3所示。当直杆AB水平移动时，其上每个点的移动是相同的。B端下降到气缸上端所需的时间。直杆a的末端落至气缸底部所需的时间。直杆AB穿过气缸所需的时间解决这一问题的关键是找出所需时间指的是哪个时间段，仔细阅读问题并进行判断，然后选择初始速度为零的过程研究，使方程易于求解。例2分析让我们假设在时间t之后连接两个球的线在第二个球开始下落之后被拉直对于第一个球：第二个球：当线刚伸直时，有：从以上三种解决方案来看：t=0.5 s评论对于两个物体的运动，应该分别研究两个物体的方程，然后根据它们的位移关系方程求解。图1-4-4例3分析当绳索没有断裂时，重量随着气球以4米/秒的恒定速度上升。绳索断裂后，由于惯性，物体将在离地面217米处以4米/秒的初始速度垂直向上移动。如图1-4-4所示。解决方案1-分段方法在上升阶段，物体做均匀的减速运动。上升的最大高度。到达峰值的时间在下降阶段，物体自由下落。因此，从绳子断裂的那一刻到重物接触地面的那一刻重物落地的速度。解决方案2:积分法投掷点作为坐标原点，方向为向上。因为在这里找到答案(不可能，放弃)又“-”表示着陆的速度方向垂直向下。评论在分析和解决垂直投掷问题时，可以采用分割法或整体法。分割方法有一个明确的物理过程，但有许多步骤来解决这个问题。积分法直接将已知量代入公式，但必须注意h和vt符号的意义和权衡。例4分析每两个相邻点之间的位移为：根据主题，等时间间隔T=0.02秒，T 2=4.00 10-4 s2，那么：分步法是实验中研究纸带加速度的重要方法，必须牢牢掌握。例5分析 (1)利用匀速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，计算结果分别为0.12米/秒、0.16米/秒、0.20米/秒和0.25米/秒(2)根据上述结果，曲线图的斜率是加速度，并且计算a=0.42m米/秒2。(3)由于实际周期大于0.02秒，周期的测量值较小，导致加速度的测量值较大。评论匀速直线运动