2022高中物理第一章运动的描述1.9自由落体运动的研究练习教科版必修.doc

对自由落体运动的研究答题时间：15分钟1. 一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x52t3 m，它的速度随时间t变化的关系为v6t2m/s，该质点在t0到t2 s间的平均速度和t2 s到t3 s间的平均速度大小分别为A. 12 m/s，39 m/s B. 8 m/s，38 m/sC. 12 m/s，19.5 m/s D. 8 m/s，12 m/s2. 自由下落的物体，自起始点开始依次下落三段相同的位移所需要的时间比为A. 135 B. 149C. 1 D. 113. 泰安模拟小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某高度，其速度时间图象如下图，那么由图象可知g10 m/s2以下说法正确的选项是A. 小球下落的最大速度为5 m/sB. 第一次反弹初速度的大小为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 m4.皖南八校联考一物体从某一行星外表竖直向上抛出不计空气阻力，设抛出时t0，得到物体上升高度随时间变化的ht图象如下图，那么该行星外表重力加速度大小与物体被抛出时的初速度大小分别为A. 8 m/s2，20 m/s B. 10 m/s2，25 m/sC. 8 m/s2，25 m/s D. 10 m/s2，20 m/s5. 竖直上抛的物体，又落回抛出点，以下关于物体运动的说法中正确的有A. 上升过程和下落过程，时间相等、位移相同B. 物体到达最高点时，速度和加速度均为零C. 整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同D. 不管竖直上抛的初速度有多大v010 m/s，物体上升过程的最后1s时间内的位移总是不变的6. 上海交大东方学校模拟从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，那么在它们落地之前，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7. 济南质检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，她坐在窗前发现每隔相等时间从屋檐滴下一滴水，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下图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此屋檐离地面有多高？2滴水的时间间隔是多少？8. 2022年冰岛火山喷发，火山灰尘给欧洲人民的生活带来了很大的影响。假设一灰尘颗粒开始以4 m/s2的加速度从地面竖直上升，10 s末，突然失去所有向上的推动力，灰尘颗粒只在重力作用下运动，那么该颗粒最高可上升到距地面多高处？此颗粒失去推动力后经多长时间落回地面？g取10 m/s21. B 解析：平均速度，t0时，x05 m；t2 s时，x221 m；t3 s时，x359 m。故18 m/s，238 m/s。2. D3. ABC 解析：由vt图象可知，t0.5s时，小球下落至地面，速度为5m/s，小球与地面作用的时间不计，小球刚被地面弹起时，速度为3m/s，能弹起的最大高度为hm0.45m。应选项A、B、C对，D错。4. A 解析：根据图象可知物体在t2.5s时上升到最大高度，为25 m，由运动学公式可求得A项正确。5. CD 解析：上升和下落过程时间相等，而位移大小相等、方向相反，物体到最高点加速度仍为g，故A、B均错，在任意相等时间t内，速度变化量均为gt，C正确，根据逆向思维知，物体上升过程最后1s内位移和自由下落第1s内位移大小是相等的，都为g12g，D也正确。6. B 解析：设第1粒石子运动的时间为t s，那么第2粒石子运动的时间为t1s，在它们落地之前，两粒石子间的距离为hgt2gt12gtg，可见，两粒石子间的距离随t的增大而增大，故B正确。7. 13.2 m20.2 s 解：设屋檐离地面高为h，滴水的时间间隔为T由得第2滴水的位移为h2第3滴水的位移为h3且h2h31 m由得T0.2 s那么屋檐高h3.2 m。答：此屋檐离地面有3.2m高。滴水的时间间隔是0.2s。8. 280 m11.48 s解：向上加速阶段H1a1t4102 m200 m失去向上的推动力时，灰尘颗粒的速度大小为：v1a1t1410 m/s40 m/s此后，灰尘颗粒做竖直上抛运动，竖直上抛上升阶段：H280 mt24 s自由下落阶段：H1H2gt得t3 s7.48 s所以，此颗粒距地面最大高度HmaxH1H2280 m灰尘颗粒从失去推动力到落地的总时间tt2t311.48 s答：该颗粒最高可上升到距离地面280m处。此颗粒失去推动力后经11.48s落回地面。匀变速直线运动规律的应用一、考点突破：考点课程目标备注匀变速直线运动规律的应用理解、会在考试中主要以填空题、选择题、计算题、等形式出现；试题难度中等。二、重难点提示： 重点：匀变速直线运动规律的应用；难点：过程分析及公式的选择。一、匀变速直线运动及其推论公式的应用1. 两个根本公式1速度公式：vv0at2位移公式：xv0tat2两个公式中共有五个物理量，只要其中三个物理量确定之后，另外两个就确定了。原那么上应用两个根本公式中的一个或两个联立列方程组，就可以解决任意的匀变速直线运动问题。2. 常用的推论公式及特点1速度位移公式v2v2ax，此式中不含时间t；2平均速度公式v，此式只适用于匀变速直线运动，式中不含有时间t和加速度a；，可用于任何运动；3中间位置的速度公式，中间位置的速度大于中间时刻的速度；4位移差公式xaT2，利用纸带法求解加速度即利用了此式；5初速度为零的匀加速直线运动的比例式及适用条件初速度为零的匀加速直线运动比例式：物体在1T末、2T末、3T末、的瞬时速度之比为：v1v2v3123物体在第个T内、第个T内、第个T内、第n个T内的位移之比：xxxxn1352n1物体在1T内、2T内、3T内，的位移之比：x1x2x3122232。物体通过连续相等的位移所用时间之比：t1t2t3tn11注意：上述公式只适用于初速度为零的匀加速直线运动。3. 无论是根本公式还是推论公式，均为矢量式，公式中的v0、v、a、x都是矢量，解题时应注意各量的正负，一般先选v0方向为正方向，其他量与正方向相同取正值，相反取负值。二、用匀变速运动规律分析两类匀减速运动1. 刹车类问题：即匀减速直线运动到速度为零后即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意先确定其实际运动时间。2. 双向可逆类：如沿光滑斜面上滑的小球，到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑，全过程加速度大小、方向均不变，故求解时可对全过程列式，但必须注意x、v、a等矢量的正、负号。3. 逆向思维法：对于末速度为零的匀减速运动，可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速运动。例题1 全国高考O、A、B、C为同一直线上的四点，AB间的距离为l1，BC间的距离为l2，一物体自O点由静止出发，沿此直线做匀加速运动，依次经过A、B、C三点，物体通过AB段与BC段所用的时间相等，求O到A的距离。解析：首先画出运动情况示意图：解法一根本公式法设物体的加速度为a，到达A点时的速度为v0，通过AB段和BC段所用的时间都为t，那么有l1v0tat2l1l22v0ta2t2联立以上二式得l2l1at23l1l22v0t设O到A的距离为l，那么有l联立以上几式得l；解法二利用推论法由连续相等时间内的位移之差公式得：l2l1at2又由平均速度公式：vBll1由得：l。答案：思路分析：1合理选用公式可简化解题过程，此题中解法二中利用位移差求加速度，利用平均速度求瞬时速度，使解答过程简化了。2对于多过程问题，要注意x、v0、t等量的对应关系，不能“张冠李戴。例题2 一辆汽车以72 km/h的速度行驶，现因故紧急刹车并最终停止运动。汽车刹车过程中加速度的大小为5 m/s2，那么从开始刹车经过5 s后汽车通过的距离是多少？解析：设汽车由刹车开始至停止运动所用的时间为t0，选v0的方向为正方向。v072 km/h20 m/s，由vv0at0得t0s4 s可见，该汽车刹车后经过4 s就已经停止，最后1 s是静止的，由xv0tat2知刹车后5 s内通过的距离xv0t0at02204542 m40 m。答案：40 m思路分析：解答此题时，最容易犯的错误是将t5 s直接代入位移公式得xv0tat2205552 m37.5 m，这样得出的位移实际上是汽车停止后又反向加速运动1s的总位移，这显然与实际情况不相符。【知识脉络】【技巧突破】1. 求解匀变速直线运动问题的一般解题步骤：1首先确定研究对象，并判定物体的运动性质；2分析物体的运动过程，要养成画物体运动示意草图的习惯；3如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带；4运用根本公式或推论等知识进行求解。2. 匀变速直线运动推论的应用推论分析说明平均速度法定义式对任何性质的运动都适用，而v0v只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法利用“任一时间段t中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度即v，适用于任何一个匀变速直线运动，有些题目应用它可以防止常规解法中用位移公式列出的含有t2的复杂式子，从而简化解题过程，提高解题速度比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动，可利用初速度为零的匀加速直线运动的比例关系，用比例法求解推论法匀变速直线运动中，在连续相等的时间T内的位移之差为一恒量，即xn1xnaT2，对一般的匀变速直线运动问题，假设出现相等的时间间隔问题，应优先考虑用xaT2求解答题时间：20分钟1. 北京市昌平一中第二次月考某人欲估算飞机着陆时的速度，他假设飞机停止运动前在平直跑道上做匀减速运动，飞机在跑道上滑行的距离为x，从着陆到停下来所用的时间为t，那么飞机着陆时的速度为A. B. C. D. 到之间的某个值2. 安徽省高三第一次联考一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，由闪光照片得到的数据，发现质点在第一次、第二次闪光的时间间隔内移动了2 m；在第三次、第四次闪光的时间间隔内移动了8 m。由此可求得A. 第一次闪光时质点的速度B. 质点运动的加速度C. 从第二次闪光到第三次闪光这段时间内质点的位移D. 质点运动的初速度3. 聊城模拟物体沿一直线运动，在t时间内通过的位移为x，它在中间位置x处的速度为v1，在中间时刻t时的速度为v2，那么v1和v2的关系为A. 当物体做匀加速直线运动时，v1v2B. 当物体做匀减速直线运动时，v1v2C. 当物体做匀速直线运动时，v1v2D. 当物体做匀减速直线运动时，v1C. D. 假设增大，那么的值减小7. 天津五校联考如下图，小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动，依次经a、b、c、d到达最高点e，abbd6 m，bc1 m，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s，设小球经b、c时的速度分别为vb、vc，那么A. vbm/s B. vc3 m/sC. de3 m D. 从d到e所用时间为4 s8. 上海闸北八中学月考某动车组列车以平均速度v行驶，从甲地到乙地的时间为t，该列车以速度v0从甲地出发匀速前进，途中接到紧急停车命令后紧急刹车，列车停车后又立即匀加速到v0，继续匀速前进，从开始刹车至加速到v0的时间是t0，列车刹车过程与加速过程中的加速度大小相等，假设列车仍要在t时间内到达乙地，那么动车组列车匀速运动的速度v0应为A. B. C. D. 9. 湖南短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100 m和200 m短跑工程的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和19.30s，假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反响时间是0.15 s，起跑后做匀加速运动，到达最大速率后做匀速运动；200 m比赛时，反响时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100 m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100 m时最大速率的96%。求：1加速所用时间和到达的最大速率；2起跑后做匀加速运动的加速度。结果保存两位小数1. B 解析：根据公式解得v2. C 解析：质点运动情况如下图，照相机照相时，闪光时间间隔都相同，第一次、第二次闪光的时间间隔内质点通过的位移为x1，第二次、第三次闪光时间内质点位移为x2，第三、四次闪光时间内质点位移为x3，那么有x3x2x2x1，所以x25 m。由于不知道闪光的周期，无法求初速度、第1次闪光时的速度和加速度，C项正确。3. ABC 解析：设物体的初速度为v0、末速度为vt，由vvvv2a所以路程中间位置的速度为v1 物体做匀变速直线运动时中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度，即v2 第式的平方减去第式的平方得vv在匀变速或匀速直线运动的过程中，vv一定为大于或等于零的数值，所以v1v2。4. BD 解析：因为冰壶做匀减速运动，且末速度为零，故可以看作反向匀加速直线运动来研究。初速度为零的匀加速直线运动中通过连续三段相等位移的时间之比为11，故所求时间之比为11，所以选项C错，D正确；由v2v2ax可得初速度为零的匀加速直线运动中的速度之比为1，那么所求的速度之比为1，应选项A错，B正确，所以正确选项为B、D。5. C6. BC7. BD8. C 解析：该动车组从开始刹车到加速到v0所发生的位移大小为t0，依题意，动车组两次运动所用的时间相等，即t0t，解得v0，故正确答案为C。9.11.29 s11.24 m/s28.71 m/s2解：1设加速所用时间为t以s为单位，匀速运动时的速度为v以m/s为单位，那么有vt9.690.15tv100vt19.300.15t0.96v200由式得t1.29 sv11.24 m/s2设加速度大小为a，那么a8.71 m/s2答：加速所用时间为1.29s，到达的最大速率为11.24m/s。起跑后做匀加速运动的加速度为8.71m/s2。