高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动精练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动精练，共7页。试卷主要包含了气球以1，46s等内容，欢迎下载使用。
2一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过一个较低的点A的时间间隔是TA，两次经过一个较高的点B的时间间隔是TB，则A、B之间的距离为( )
A.g(TA2－TB2) B.g(TA2－TB2)
C.g(TA2－TB2) D.g(TA－TB)2
3.以v0=20m/s的速度竖直上抛一小球，经2s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球（g取10m/s2），则两球相碰处离出发点的高度?
4.某人站在高楼的平台边缘，以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子，不考虑空气阻力，g取10m/s2.求：
(1)物体上升的最大高度是多少？回到抛出点的时间是多少？
(2)石子抛出后落到距抛出点20 m处所需的时间是多少？
5.在一段平滑的斜冰坡的中部将冰块以8m/s的初速度沿斜坡向上打出，冰块沿斜坡上滑，加速恒为-1m/s2（设斜足够长）求：
（1）冰块在5s时的速度；
（2）冰块在10s时的位移．
1．在竖直的井底，将一物块以11 m/s的速度竖直地向上抛出，物块冲过井口时被人接住，在被人接住前1 s内物块的位移是4 m，位移方向向上，不计空气阻力，g取10 m/s2，求：
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间；
(2)此竖直井的深度。
2．气球下挂一重物，以v0＝10m/s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？(空气阻力不计，取g=10m/s2)
3．从20m高的平台边缘有一小球A自由落下，此时恰有一小球B在A球正下方从地面上以20m/s的初速度竖直上抛。求：
（1）经过多长时间两球在空中相遇；
（2）相遇时两球的速度vA、vB；
（3）若要使两球能在空中相遇，B球上抛的初速度v0最小必须为多少？（取g=10m／s2）
4.如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为2kg，管长为24m，M、N为空管的上、下两端，空管受到F=16N竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v0竖直上抛，不计一切阻力，取g=10m/s2．求：
(1)．空管的加速度的大小与方向
(2)．若小球上抛的初速度为10m/s，经过多长时间从管的N端穿出？
(3)．若此空管的N端距离地面64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度v0大小的范围．
5．某人站在高楼的平台边缘，以20m/s的初速度竖直向上抛出一石子，不考虑空气阻力，(g取10m/s2) 求：
（1）物体上升的最大高度是多少？
（2）回到抛出点的时间是多少？
二、练习题
6．（12分）某人站在高楼的平台边缘，以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子，不考虑空气阻力，取.求：
(1)从抛出至回到抛出点的时间是多少？
(2)石子抛出后落到距抛出点下方20 m处所需的时间是多少？
7．在距离地面高25m处竖直上抛一小球，第1s末及第3s末先后经过抛出点上方15m处，试求：（不计空气阻力，g取10m/s2）
（1）上抛的初速度，距抛出点的最大高度和第3s末的速度。
（2）从抛出到落地所用的时间。
8．（12分）某校课外活动小组，自制一枚土火箭，设火箭发射后，始终在竖直方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完。（若空气阻力忽略不计，g取10m/s2）求
（1）燃料恰好用完时火箭的速度为多大？
（2）火箭上升离地面的最大高度是多大？
（3）火箭从发射到残骸落回地面的总时间是多大？( 保留三位有效数字)
9．一小球在距地面高35米的高处以30 m/s 的速度竖直向上抛出。（g＝10 m/s2）求 （1）小球到达最高点时离地面的高度
（2）小球离地面的高度为60米时，小球运动的时间
（3）小球落回到地面时速度的大小和方向
10．某一物体被竖直上抛，空气阻力不计。当它经过抛出点上方0.4m处时，速度为3m/s；当它经过抛出点下方0.4m处时，速度应为多少？（g=10m/s2）
参考答案
1．(1)1.2s；(2)6m
【解析】
试题分析：(1)设被人接住前1 s时刻物块的速度为v，
则
解得v＝9 m/s
则物块从抛出到被人接住所用总时间为＝1.2 s。
(2)竖直井的深度为
＝11×1.2 m－×10×1.22m＝6 m。
考点：竖直上抛运动
【名师点睛】本题主要考查了竖直上抛运动及应用。属于中等难度题。竖直上抛运动的处理方法有整体法和分段法，要求路程或上升的最大高度时一般用分段法，本题只有竖直向上的匀减速运动，直接应用整体法求解即可．
2．7s -60m/s
【解析】
试题分析：绳子断裂后，重物具有竖直向上的初速度v0，做竖直上抛运动，又因是加速度恒定不变的匀变速直线运动，所以可以全过程求解。根据位移公式得：

即 解得： 或
根据速度公式得：
解得： 负号表示落地的速度方向竖直向下。
考点：本题考查竖直上抛运动、自由落体运动。
3．（1） （2） （3）
【解析】
试题分析：（1）设经过时间t，AB在空中相碰，A球做自由落体运动的位移为：h1=gt2
B球做竖直上抛运动的位移为：h2=v0t-gt2
由几何关系有：H=h1+h2
联立以上各式解得：
（2）相遇时：；
（3）若要两球在空中相遇，则相遇的时间要小于B球上抛的总时间，即满足＜
解得：v0＞
考点：竖直上抛运动和自由落体运动的规律；相遇问题。
4．a=2m/s2
5．t=4s
6．29m/s≤v0≤32m/s
【解析】（1）（4分）mg－F=ma（2分） 得a=2m/s2……①（2分）
（2）（8分）设经t时间，小球从N端穿出，小球下落的高度
h1=－v0t+gt2………② （2分）
空管下落的高度h2=at2……………③ （2分）
则，h1－h2=L……………④ （2分）
联立得：－v0t+gt2－at2=L……………⑤
代入数据解得：t=4s，t=－1.5s（舍）…………………⑥ （2分）
（3）（8分）设小球初速度v0，空管经t'时间到达地面，则
H=at'2…………………⑦
得t'==8s………………⑧ （2分）
小球在t'时间下落高度为h=－v0t'+gt'2……………⑨ （2分）
小球落入管内的条件是：64m≤h≤88m （2分）
解得：29m/s≤v0≤32m/s
7．（1）20m （2）4s
【解析】
试题分析：上升过程：上升时间:根据 =2s 得 t上＝2s
上升的最大高度：根据h 得h=20m
重物做自由落体运动的过程：
t下＝2s，回到抛出点的时间：t= t上 +t下=4s
考点：本题考查了竖直上抛运动
8．（1）4s （2）2(1+)s
【解析】
试题解析：（1）由公式x=v0t+at2可知，当x=0时，石子回到抛出点。
则0=20m/s×t+×(－10m/s2)×t2，解之得：t=4s。
（2）落到距抛出点下方20 m处时，x′=－20m，
故－20m=20m/s×t′+×(－10m/s2)×t′2，解之得：t′=2(1+)s。
考点：匀变速直线运动规律、自由落体运动规律的应用。
9．（1） 20m/s 20m 10m/s 方向竖直向下 （2）5s
【解析】
试题分析：（1）竖直上抛为匀减速直线运动，位移，
将代入有：
距离抛出点最大高度即上升到最高点速度为0，此时位移
第三秒末的速度，负号表示速度方向竖直向下
（2）设从抛出到落地所需时间为t2 则有

考点：竖直上抛 匀减速直线运动
10．（1）20m/s (2)60m （3）9.46s
【解析】
试题分析：（1）燃料恰好用完火箭为初速度0的匀加速直线运动，设末速度则有
平均速度
（3分）
（2）燃料用完后火箭为匀减速直线运动，加速度等于重力加速度，设上升高度为，则有
（2分）
（2分）
（3）火箭燃料用完后做竖直上抛运动，上升高度20m后下降到到地面，整个过程加速度竖直向下为重力加速度。以向上为正方向，则有位移为－40m．初速度为20m/s，加速度为－10m/s2
由： （2分）

（2分）
总时间 （1分）
考点：匀变速直线运动 竖直上抛
11．（1）S = 80 m（2） t = 1 s 或者 t = 5 s （3） Vt = -40 m/s
【解析】
试题分析：依题意，取竖直向上为正方向。地面为位移的起点。
（1）依题意，小球到达最高点时速度为0（ Vt = 0 ）,离地面高度为 S
Vt = V0 – g t 2分
S – S0 = V0 t– 2分
解得 S = 80 m 1分
（2）依题意，S = 60 m
S – S0 = V0 t– 1分
t = 1 s 或者 t = 5 s 2分
（3）依题意，S = 0，设落回地面时速度为 Vt
S – S0 = V0 t– 1 分
Vt = V0 – g t 1 分
Vt = -40 m/s 2 分
考点：考查竖直上抛运动
点评：本题难度较小，竖直上抛运动可看做反方向的初速度为零的匀加速直线运动，熟练掌握运动学公式是关键
12．5m/s 方向向下
【解析】以向上为正方向，从抛出到经过抛出点上方0.4m处过程，根据速度位移公式，有=2(-g)x1 ①
从抛出到经过抛出点下方0.4m处过程，根据速度位移公式，有=2(-g)x2 ②
其中x1=0.4m，x2=-0.4m
解得v2=-5m/s，负号表示方向向下
即当它经过抛出点下方0.4m处时，速度应为5m/s，向下．