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1、2022年高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第一章第二講第3課時《自由落體和豎直上拋》學(xué)案
一、知識梳理
1.自由落體運(yùn)動指只受________作用,初速度為零的勻加速直線運(yùn)動vt=________, s=________;
2.豎直上拋運(yùn)動指只在重力作用下,以一定的初速度向上拋出的直線運(yùn)動。
特點(diǎn):上升到最高點(diǎn)時間t=____________,上升的最大高度H=____________(初速為v0)
上升階段與下降階段,通過同一段豎直距離所用的時間__________________;
上升階段與下降階段,經(jīng)過同一位置時速度大小相等,方向_______________;
例1、13.在一
2、根輕繩的兩端各拴一個小球,一人用手拿繩上端的小球站在三層樓的陽臺上放手讓小球自由下落,兩球落地時間差為△t.如果站在四樓陽臺上,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),則兩球落地時間差會( )
A.不變 B.變大 C.變小 D.由于層高不知,無法比較
練一練:
1. 一個小石塊從空中a點(diǎn)自由落下,先后經(jīng)過b點(diǎn)和c點(diǎn),不計(jì)空氣阻力.已知它經(jīng)過b點(diǎn)時的速度為v,經(jīng)過c點(diǎn)時的速度為3v,則ab段與ac段位移之比為( )
A.1∶3 B.1∶5 C.1∶8 D.1∶9
解析:經(jīng)過b點(diǎn)時的位移為hab=,經(jīng)過c點(diǎn)時的位移為hac=,所以hab∶hac=1∶9,故選D.
答案:D
3、
2. 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,下列說法中正確的是( )
A.它們間的距離與乙石子運(yùn)動的時間成正比 B.甲石子落地后,經(jīng)0.5 s乙石子還在空中運(yùn)動
C.它們在空中運(yùn)動的時間相同 D.它們在空中運(yùn)動的時間與其質(zhì)量無關(guān)
析:兩石子做自由落體運(yùn)動,設(shè)t時刻甲下落的高度為h1=gt2,則乙下落的高度為h1=g(t-0.5)2,它們之間的距離h1-h(huán)2=g(t-0.25)=g[(t-0.5)+0.25]與乙石子運(yùn)動的時間(t-0.5)不成正比,A錯誤;由于兩石子下落的高度相同,因此下落的時間相同,甲石
4、子落地后,經(jīng)0.5 s乙石子剛好落地,B錯誤,C正確;由于不計(jì)空氣阻力,由t= 可知,兩石子在空中運(yùn)動的時間與質(zhì)量無關(guān),D正確.
答案:CD
3. 四個小球在離地面不同高度處,同時從靜止釋放,不計(jì)空氣阻力,從某一時刻起每隔相等的時間間隔,小球依次碰到地面.則剛剛開始運(yùn)動時各小球相對地面的位置可能是下圖中的( )
答案:C
例2、將一小物體以初速度v0豎直上拋,若物體所受的空氣阻力的大小不變,則小物體到達(dá)最高點(diǎn)的最后一秒和離開最高點(diǎn)的第一秒時間內(nèi)通過的路程為x1和x2,速度的變化量為Δv1和Δv2的大小關(guān)系為( )
A. x1>x2 B.x1
5、 C.Δv1>Δv2 D.Δv1<Δv2
解析:上升的加速度a1大于下落的加速度a2,根據(jù)逆向轉(zhuǎn)換的方法,上升的最后一秒可以看成以加速度a1從零下降的第一秒,故有:Δv1=a1t,x1=a1t2;而以加速度a2下降的第一秒內(nèi)有:Δv2=a2t,x2=a2t2,因a1>a2,所以x1>x2,Δv1>Δv2,即A、C正確.
答案:AC
例3.氣球以10 m/s的速度勻速上升,某時刻在氣球正下方距氣球4 m處有一小石頭以20 m/s的速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g=10 m/s2,≈2.25.則 ( )
A、小石頭相對氣
6、球做勻加速直線運(yùn)動,故它一定能擊中氣球
B、.小石頭相對氣球做勻減速直線運(yùn)動,故它一定不能擊中氣球
C、.小石頭相對氣球做勻減速直線運(yùn)動,但它一定能擊中氣球
D、.若氣球速度增加到18 m/s時,小石頭一定不能擊中氣球
解析: 由于小石頭的加速度方向向下,故它相對氣球做勻減速直線運(yùn)動.它追及氣球的臨界條件是其末速度應(yīng)等于氣球的速度時它的位移與氣球的位移之差小于4 m,設(shè)氣球的速度為vt,小石頭追及氣球所需的時間為t,則t=,雙方的位移差Δs=<4,解得vt<11 m/s.故當(dāng)氣球速度為10 m/s時,小石頭能擊中它,當(dāng)氣球速度增加到18 m/s時,小石頭不能擊中它.
答
7、案:CD
練一練:
1. 靜止置于水平地面的一物體質(zhì)量為m=57 kg,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.43,在F=287 N的水平拉力作用下做勻變速直線運(yùn)動,則由此可知物體在運(yùn)動過程中第5個7秒內(nèi)的位移與第11個3秒內(nèi)的位移比為( )
A.2∶1 B.1∶2 C.7∶3 D.3∶7
解析:第5個7秒內(nèi)的位移為x1=a×352-a×282,第11個3秒內(nèi)的位移為x2=a×332-a×302,所以==.
答案:C
2.(xx·湖南十校聯(lián)考)如圖1-2-6所示,離地面足夠高處有一豎直的空管,質(zhì)量為2 kg,管長為24 m,M、N為空管的上、下
8、兩端,空管受到F=16 N豎直向上的拉力作用,由靜止開始豎直向下做加速運(yùn)動,同時在M處一個大小不計(jì)的小球沿管的軸線豎直上拋,小球只受重力,取g=10 m/s2.求:
(1)若小球上拋的初速度為10 m/s,則其經(jīng)過多長時間從管的N端穿出;
(2)若此空管的N端距離地面64 m高,欲使在空管到達(dá)地面時小球必須落到管內(nèi),在其他條件不變的前提下,求小球的初速度大小的范圍.
解析:(1)對管由牛頓第二定律得mg-F=ma①
代入數(shù)據(jù)得a=2 m/s2
設(shè)經(jīng)過t時間從N端穿出
對管:h=at2②
對球:-(24+h)=v0t-gt2③
由②③得:2t2-5t-12=0,解得:t=4 s,t′=-1.5 s(舍去).
(2)-64=v0t1-gt④
64=at⑤
-88=v′0t1-gt⑥
由④⑤得:v0=32 m/s,由⑤⑥得:v0′=29 m/s,所以29 m/s