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1、第2節(jié) 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)
知識(shí)點(diǎn)
基礎(chǔ)
中檔
稍難
豎直下拋運(yùn)動(dòng)
1
2
豎直上拋運(yùn)動(dòng)
3、7
4、5、6
綜合提升
8、9
10、11
知識(shí)點(diǎn)一 豎直下拋運(yùn)動(dòng)
1.關(guān)于豎直下拋運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ).
A.下落過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越大
B.下落過(guò)程是勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.在下拋時(shí),由于給物體一定的作用力,所以在下落過(guò)程中的加速度大于重力加速度
D.下落過(guò)程中物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)
答案 D
2.某位同學(xué)為了測(cè)量一古塔的高度,將一石子從塔頂以速度v0豎直下拋,那么除了要知道當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣群统跛俣葀0,還應(yīng)測(cè)量的物理
2、量可以是( ).
A.石子落地時(shí)的速度
B.最后一秒內(nèi)石子的位移
C.最初一秒內(nèi)石子的位移
D.最后一秒內(nèi)石子速度的增量
解析 由v-v=2gh可知,若vt可知,則可求h,故A正確;若已知石子最后一秒內(nèi)的位移,根據(jù)v0t+gt2-=Δh,則可求出石子下落的總時(shí)間t.求出t后,根據(jù)h=v0t+gt2,即可求出塔高,而據(jù)C、D兩項(xiàng)不可能求出塔高,故B正確,C、D錯(cuò)誤.
答案 AB
知識(shí)點(diǎn)二 豎直上拋運(yùn)動(dòng)
3.關(guān)于豎直上拋運(yùn)動(dòng),以初速度方向?yàn)檎较?,下列說(shuō)法正確的是( ).
A.從上升到下降的整個(gè)過(guò)程中,加速度保持不變
B.到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.落回拋
3、出點(diǎn)時(shí)的速度與初速度相同
D.在落回拋出點(diǎn)以前,物體的位移方向始終相同
解析 豎直上拋的物體,其加速度總等于重力加速度,A正確;在最高點(diǎn)速度為零,但加速度不為零,物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài),B錯(cuò)誤;速度是矢量,落回拋出點(diǎn)時(shí)速度方向與初速度方向相反,C錯(cuò)誤、D正確.
答案AD
4.以初速度v0從地面豎直上拋一物體,不計(jì)空氣阻力,當(dāng)物體速度大小減為時(shí),所用時(shí)間可能是( ).
A. B.
C. D.
解析由vt=v0-gt知,當(dāng)vt方向向上時(shí),vt=,
解得t=;當(dāng)vt方向向下時(shí),vt=-,解得t=.
答案BD
5.一物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng),不計(jì)阻力,從拋出時(shí)刻算
4、起,設(shè)上升過(guò)程中,上升到最大高度的一半所用的時(shí)間為t1,速度減為初速度的一半所用的時(shí)間為t2,則( ).
A.t1>t2 B.t1<t2
C.t1=t2 D.無(wú)法比較
解析 速度與時(shí)間成正比例關(guān)系,所以t2即為上升過(guò)程時(shí)間的一半.上升前一半最大高度時(shí)的平均速度比上升后一半最大高度時(shí)的平均速度大,所以上升前一半最大高度的時(shí)間比上升全過(guò)程時(shí)間的一半要短,故t1<t2.
答案B
6.某人在高層樓房的陽(yáng)臺(tái)外側(cè)以30 m/s的速度豎直向上拋出一個(gè)石塊,石塊運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)25 m處所經(jīng)歷的時(shí)間可能是(不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2)( ).
A.1 s B.
5、3 s C.5 s D.(3+)s
解析 石塊運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)25 m處包括兩種情況:一種是在拋出點(diǎn)上方25 m處,h=25 m;一種是在拋出點(diǎn)下方25 m處,h=-25 m.由h=v0t-gt2可知A、C、D正確.
答案ACD
7.一氣球以4 m/s2的加速度由靜止從地面豎直上升,10 s末從它上面掉出一重物,重物從氣球上掉出后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面?(不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s)
解析 氣球勻加速上升的位移
h=at2=×4×102 m=200 m,
10 s末速度v0=at=40 m/s,
重物從氣球上掉出后做豎直上拋運(yùn)動(dòng),落到地面過(guò)程有
-h(huán)=v0t-gt2
6、,
解得t1=-3.5 s(舍)或t2=11.5 s.
答案 11.5 s
8.同一高度處有A、B兩個(gè)球,A球自由下落5 m后,B球以12 m/s的速度豎直投下.(取g=10 m/s2)問(wèn):
(1)B球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間追上A球?
(2)從B球投下時(shí)算起到B球追上A球時(shí),A、B兩球下落的高度各為多少?
解析 (1)設(shè)B球經(jīng)時(shí)間t追上A球,A球先運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t′,由h=gt′2,得t′= =1 s,所以,A球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(t+1),
當(dāng)B球追上A球時(shí)有
g(t+1)2=vB·t+,解得t=2.5 s.
(2)從B球投下起到追上A球時(shí),B球下落的高度為
hB=vBt+gt
7、2=61.25 m;
則A球下落的高度為hA=hB-5 m=56.25 m.
答案 (1)2.5 s (2)56.25 m61.25 m
9.圖3-2-2
如圖3-2-2所示,A、B兩棒長(zhǎng)均為l=1 m,A的下端和B的上端相距s=20 m.若A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng),A做自由落體運(yùn)動(dòng),B做豎直上拋運(yùn)動(dòng),初速度v0=40 m/s,求:
(1)A、B何時(shí)相遇?
(2)從相遇開(kāi)始到分離所需的時(shí)間.
解析 這里有兩個(gè)研究對(duì)象:A棒和B棒.二者同時(shí)分別做不同的運(yùn)動(dòng),相遇時(shí)兩棒位移大小之和等于s,從相遇到分離兩棒位移大小之和等于2l.
(1)設(shè)經(jīng)時(shí)間t兩棒相遇,由
gt2+=s,
可得t== s
8、=0.5 s.
(2)從相遇開(kāi)始到兩棒分離的過(guò)程中,A、B棒分別做初速度不等于零的勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng).設(shè)這個(gè)“擦肩而過(guò)”的時(shí)間為Δt,
則有+=2l,
式中vA=gt,vB=v0-gt,
代入后得Δt== s=0.05 s.
答案 (1)0.5 s (2)0.05 s
10.一宇宙空間探測(cè)器從某一星球的表面豎直升空,假設(shè)探測(cè)器的質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)的推力均不變,當(dāng)它升空到某一高度時(shí),關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),如圖3-2-3表示其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.
圖3-2-3
(1)升空后,9 s、25 s、45 s時(shí)(即圖象上A、B、C三點(diǎn)的對(duì)應(yīng)時(shí)刻),空間探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)情況如何?
(2)求空間探測(cè)器
9、在該行星表面所能達(dá)到的最大高度.
(3)計(jì)算該行星表面的重力加速度.
解析 (1)從圖象可看出,空間探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可劃分為三個(gè)階段:第一階段(0~9 s),空間探測(cè)器在豎直向上的方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),9 s末的速度大小為64 m/s,方向豎直向上;第二階段(9~25 s),探測(cè)器繼續(xù)豎直向上運(yùn)動(dòng),但做勻減速直線運(yùn)動(dòng),升空后25 s末的速度為零,此時(shí)探測(cè)器恰好上升到了最高點(diǎn);第三階段(25~45 s),探測(cè)器豎直向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),45 s末的速度大小為80 m/s,方向豎直向下,因?yàn)椤鰽OB的面積與△BCD的面積相等,故45 s末探測(cè)器恰好又回到了原出發(fā)點(diǎn).
(2)空間
10、探測(cè)器能達(dá)到的最大上升高度應(yīng)等于它在第一、第二運(yùn)動(dòng)階段中通過(guò)的總位移,即△AOB的面積,所以探測(cè)器在該行星表面上升的最大高度為
Hmax=×25×64 m=800 m.
(3)空間探測(cè)器的發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)閉后,它只受重力作用,故它運(yùn)動(dòng)的加速度值即為該行星表面的重力加速度值.從v-t圖象上不難發(fā)現(xiàn),9 s末發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉了,所以v-t圖象上AB段或BC段的斜率大小即等于該行星表面的重力加速度值,則有g(shù)= m/s2=4 m/s2.
答案 見(jiàn)解析
11.原地起跳時(shí),先屈腿下蹲,然后突然蹬地.從開(kāi)始蹬地到離地是加速過(guò)程(視為勻加速),加速過(guò)程中重心上升的距離稱為“加速距離”.離地后重心繼續(xù)上升,在此過(guò)
11、程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”.現(xiàn)有下列數(shù)據(jù):人原地上跳的“加速距離”d1=0.50 m,“豎直高度”h1=1.0 m;跳蚤原地上跳的“加速距離”d2=0.000 80 m,“豎直高度”h2=0.10 m.
假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距離”仍為0.50 m,則人上跳的“豎直高度”是多少?
解析 用a表示跳蚤起跳的加速度,v表示離地時(shí)的速度,則對(duì)加速過(guò)程和離地后上升過(guò)程分別有:
v2=2ad2①
v2=2gh2②
若假想人具有和跳蚤相同的加速度a,令v1表示在這種假想下人離地時(shí)的速度,H表示與此相應(yīng)的豎直高度,則對(duì)加速過(guò)程和離地后上升過(guò)程分別有:
v=2ad2③
v=2gH④
由以上各式可得:H=,代入數(shù)據(jù)得:
H=62.5 m.
答案62.5 m
內(nèi)容總結(jié)