【要点精炼·优题精练】新教材必修第一册第二章-自由落体综合提升必备
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
【要点精炼】
知识点一:自由落体运动
自由落体:指常规物体只在重力的作用下,初速度为零的运动。也叫做自由落体运动。
特点:①初速v0=0 ②只受一个力,即重力作用。当空气阻力很小,可以忽略不计时,物体的下落可以看作自由落体运动。
运动性质:初速度为零的匀变速直线运动。(意味着前面讲的规律推到可以运用)
知识点二:重力加速度
重力加速度:同一地点,任何物体的自由落体加速度相同,跟物体的轻重无关。
方向:竖直向下。
大小:大小跟高度和纬度有关。赤道的重力加速度最小;越离地面越高,重力加速度越小。地面附近通常取g=9.8m/s2,粗略计算时,可取10 m/s2。月球的重力加速度为g/6
知识点三:竖直上抛
竖直上抛:将物体以一定的初速度竖直方向向上抛出,物体制作重力作用下的运动。
特点:①初速v0≠0 ②只受一个力,即重力作用。
要点精炼一:对“自由”的理解
(1)物体开始下落时是静止的即初速度v=0。如果物体的初速度不为0,就算是竖直 下落,也不能算是自由落体。
(2)物体下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何外界的作用力(包括空气 阻力)或外力的合力为0。
(3)真空状态下,任何物体在相同高度做自由落体运动时,下落时间相同。
要点精炼二:自由落体与自由上抛对比
对象 自由落体(向下正方向) 竖直上抛(向上正方向)
速度公式
位移公式 位移时间公式: 位移速度公式: 上升最大高度:
时间 落地时间: 最大高度时间: 落地时间:
要点精炼三:重要推论
1.不限制初速度为0的推论
(1)任意两个连续相等时间间隔T内,位移之差是常量,即
(2)某段时间内中间时刻的瞬时速度与这段时间初末速度的关系
(3)某段位移内中间位置的瞬时速度与这段时间初末速度的关系
2.限制初速度为0的推论(自由落体运动的加速度为g)
(1)1T末、2T末、3T末……的速度比为1∶2∶3∶4……n
(2)前1T、前2T、前3T……内的位移之比为1∶4∶9∶16……n2
(3)第1个T、第2个T、第3个T……内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶……2n-1
(4)第1个S、第2个S、第3个S……所用的时间之比为
【优题精练】
一、单选题
1.打开水龙头,水顺流而下,仔细观察将会发现在流下的过程中,连续的水流柱的直径是逐渐减小的,设出水口方向竖直向下的水龙头直径为1cm,g取10m/s2,如果测得水在出水口处的速度大小为1m/s,则距出水口75cm处水流柱的直径为( )
A.1cm B.0.5cm C.0.75cm D.0.25cm
【答案】A
【详解】设水在水龙头出口处速度大小为v1,水流到距出水口75cm处的速度v2,根据速度位移公式有:
代入数据解得
设极短时间为,在水龙头出口处流出的水的体积为
水流进接水盆的体积为
由V1=V2得
代入解得
故选A。
2.如图所示,A、B两个小球用长为1m的细线连接,用手拿着A球,B球竖直悬挂,且A、B两球均静止。现由静止释放A球,测得两球落地的时间差为0.2s,不计空气阻力,重力加速度,则A球释放时离地面的高度为( )
A.1.25 m B.1.80 m C.3.60 m D.6.25m
【答案】B
【详解】设释放时A球离地高度为h,则,求得。
故选B。
3.一块石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹。该爱好者用直尺量出轨迹的长度,如图所示,已知曝光时间为,照片中像长度为物体实际长度的。若重力加速度,则小石子出发点离点约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由图可知AB的长度为1cm,即0.01m,照片中像长度为物体实际长度的,所以实际长度为
对于AB段,有
解得
对于从出发点到A点过程,有
解得
故选D。
4.如图所示,空中有A、B两个小球的初始高度差为h1。先将小球A由静止释放,当A下落高度为h2时,再将小球B由静止释放,结果两小球同时落到地面上,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球A距离地面的高度为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设当A下落高度为h2时,速度为v,之后运动时间t与B小球同时落到地面上,根据题意有
联立解得
所以小球A距离地面的高度
故选C。
5.苹果从某一高度静止释放,已知落地前倒数第二秒内的位移是10m,苹果的运动视作自由落体运动,重力加速度为10m/s2,则苹果释放的高度为( )
A.45m B.36.75m C.31.25m D.11.25m
【答案】C
【详解】设最后一秒内的位移为,由运动学公式有
得最后一秒内的位移为
所以高度为
故选C。
6.如图,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方处,空心管长为,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上,小球的直径小于管的内径,小球可以无障碍穿过空心管,不计空气阻力,下列判断错误的是( )
A.两者均无初速度同时释放,小球在空中不能穿过管
B.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关
C.先让小球自由下落,当小球落至空心管上边缘时,无初速释放空心管。则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关
D.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度有关
【答案】C
【详解】A.若两者均无初速度同时释放,则在同一时间内下降高度相等,可知小球在空中不能穿过管,A正确,不符合题意;
B.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则有
由此可知
则小球能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关,B正确,不符合题意;
C.先让小球自由下落,设下落时间为t1,当小球落至空心管上边缘时,无初速释放空心管,设小球落至空心管上边缘时的速度为v1,穿经管的时间为t2,则有
则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度有关,C错误,符合题意;
D.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,以管为参考系,小球相对管匀速运动,则有
可知小球穿经管的时间为
时间与当地重力加速度有关,D正确,不符合题意。
故选C。
7.下雨时,某同学在家发现屋檐上有雨滴落下,相邻两水滴滴下的时间间隔相等。当第1个水滴刚好落到地面上时,第3个水滴刚好离开屋檐。设屋檐到地面的高度为H,水滴从离开屋檐到落到地面的时间为t,不计空气阻力,则( )
A.水滴下落时,到地面的高度为
B.第1个水滴落地时,第2个水滴到地面的高度为
C.相邻两水滴均在空中下落时,两者速度差不变
D.相邻两水滴均在空中下落时,两者距离差不变
【答案】C
【详解】A.水滴做自由落体运动,第1个水滴落到地面上时,有
当水滴下落0.5t时,满足
故A错误;
B.因为相邻两水滴滴下的时间间隔相等,依题意可知,第1个水滴落地时,第2个水滴已经下落0.5t,则其到地面高度为
故B错误;
C.相邻两水滴均在空中下落时,设后下落的水滴运动时间为t’,两者速度差为
故C正确;
D.相邻两水滴均在空中下落时,设后下落的水滴运动时间为t’,两者距离差为
故D错误。
故选C。
二、多选题
8.一小球自高处自由下落,当它与水平地面每碰撞一次后,速度大小减小为碰撞前的,不计空气阻力,取,则下列说法正确的是( )
A.第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为
B.第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的
C.小球运动的总时间约为
D.小球运动的总位移为
【答案】ACD
【详解】A.设小球第一次落地时速度为,则有
则第二,第三,第次落地速度分别为,,…,
根据
则小球第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为
A正确;
B.小球开始下落到第一次与地相碰经过的路程为
小球第一次与地相碰后弹起的高度是
小球第二次与地相碰后弹起的高度是,则
所以第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的,B错误;
C.小球第1次下落时间为
小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为
小球从第2 次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为
小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为
…
由数学归纳推理得:小球从第次与地面相撞到第次与地面相撞经过的时间为,所以小球运动的总时间为
C正确;
D.小球最终停在地面上,总位移为,D正确。
故选ACD。
9.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上。当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.两者同时无初速度释放,小球不能穿过管
B.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度有关
C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度无关
D.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度无关
【答案】AC
【详解】A.若两者无初速度同时释放,则在相同时间内下降的高度相同,可知小球在空中不能穿过管,故A正确;
BC.两者同时释放,小球具有向下的初速度,管无初速度,根据
解得穿过管的时间
球穿过管,穿过管的时间与当地重力加速度无关,故B错误,C正确;
D、两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,根据
解得穿过管的时间
可知小球能穿过管,穿过管的时间与当地的重力加速度有关。故D错误。
故选AC。
10.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上。当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.两者同时无初速度释放,小球能穿过空心管
B.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管
C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,空心管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间
D.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,空心管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间
【答案】BC
【详解】A.两者同时无初速度释放,则在相同的时间内下降的高度相同,可知小球不能穿过空心管,选项A错误;
B.两者均无初速度释放,设小球提前了时间释放,根据
由于是在足够高的空间内,随着时间的增长,总会有,则小球一定能穿过管,选项B正确;
CD.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,设此时小球的竖直速度为v0,有
可知小球相对管是以速度v0匀速下落,故小球一定能穿过管,且穿过管的时间为
选项C正确,D错误。
故选BC。
三、实验题
11.用打点计时器测量重力加速度的实验装置如图所示。当纸带在钩码带动下向下运动时,打点计时器在纸带上打下一系列的点。
(1)该实验中,下列实验操作正确的是_________。
A.应从纸带上的第一个点迹开始测量、计算
B.选用的钩码的质量应尽可能小些
C.操作时,应先释放纸带,后接通电源
D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上
(2)某同学在正确操作下,从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为B、C、D、E和F,测量出B点以后各点间的距离如图所示,电源频率为。计算纸带下落的加速度______。(保留三位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:______________。
【答案】 D 9.50 纸带和限位孔之间的摩擦
【详解】(1)[1]A.不一定要从纸带上第一个点开始计算,故A错误;
B.选用的钩码的质量应尽可能大些,可以减小受到的阻力的影响,可减少实验误差,故B错误;
C.应先接通电源,后释放纸带,以保证纸带充分利用,故C错误;
D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上,以减小摩擦造成的误差。故D正确。
故选D。
(2)[2]由题意可知,各点之间间隔一个打点周期,即0.02s,根据匀变速直线运动的推论,可得
为充分利用所测数据,则有
代入数据,得
(3)[3]纸带和限位孔之间的摩擦力阻碍纸带向下运动,因此测量加速度偏小。
四、解答题
12.如图所示,悬挂的直杆AB长为a,在B端下方距离为h处,有一长为b的无底圆筒CD,若将悬线剪断,求:直杆下端B穿过圆筒的时间是多少
【答案】
【详解】设B端运动到C处所用时间为t1,B端运动到D处所用时间为t2,根据自由落体运动位移公式有
直杆下端B穿过圆筒的时间为
13.伽利略在研究自出落体运动时,猜想自由落体的速度是均匀变化的,他考虑了速度的两种变化:一种是速度随时间均匀变化,另 一种是速度随位移均匀变化。
(1)现在我们已经知道,自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短,且固定不变。为估测“傻瓜”照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子在 A点正上方 1.8m 的高度自由下落。每块砖的平均厚度为 6.0cm。(不计空气阻力,g 取 10m/s2)
a.计算石子到达A点的速度大小;
b.估算这架照相机的曝光时间(结果保留一位有效数字)。
(2) 自然界中某量 D 的变化可以记为,发生这个变化所用的时间间隔可以记为,变化量与的比值就是这个量的变化率。
a.举出一个用变化率定义的运动学物理量并写出这个物理量的定义式;
b.事实上,速度随位移均匀变化的运动也确实存在。已知一物体做速度随位移均匀变化的变速直线运动。其速度与位移的关系式为 v= v0+kx(v0为初速度,v为位移为x 时的速度)。试推导证明:此物体运动的加速度a和速度v成正比,且比例系数为k。
【答案】(1)a.6m/s;b.0.02s ;(2) a.见解析;b.见解析
【详解】(1)a.由自由落体可知,设从点静止下落
b.由图中可知距离近似为两块砖厚度
曝光时间
(2)a.加速度
b.速度与位移的关系式
取趋近于0时,表示在时刻的瞬时速度
14.有一条竖直悬挂起来的长为4.2m的细杆AB,在杆的正下方离B端0.8m的地方有一个水平放置的圆环C,如图所示,若让杆自由下落,求:(g取10m/s2)
(1)从杆下落开始,上端A达圆环所经历的时间;
(2)下端B到达圆环时,杆的速度大小;
(3)AB杆通过圆环的过程中所用的时间。
【答案】(1)1s;(2)4m/s;(3)0.6s
【详解】(1) 上端A到圆环的距离hA=5m, A到圆环所经历的时间由
可得
(2) 下端B到达圆环时,杆的速度由
可得
(3)由
可得
AB杆通过圆环的过程中所用的时间
15.一弹性小球自h0=5m高处自由下落,它与水平地面每碰撞一次,速度便减小为碰前的7/9.不计每次碰撞的时间,计算小球从开始下落到停止运动所经过的路程.
【答案】20.3m
【详解】设小球第一次落地时速度为v0,则
那么第二次、第三次……第n+1次落地速度分别为
从小球开始下落到第一次与地相碰所经路程为
h0=5m
从小球第一次与地相碰到第二次与地相碰所经路程为
从小球第二次与地相碰到第三次与地相碰所经路程为
由数学归纳法可知,小球从第n次与地相碰到第n+1次与地相碰所经路程为hn=,故整个过程所经总路程为
由等比无穷递减数列求和公式 可得
=20.3m
16.2020年武警云南总队某机动支队实战化军事训练在昆明某训练基地进行。假设某特种兵小分队从水平地面B点正上方的楼房窗口A每隔相等的时间自由下落一名队员,当某队员离开A的同时,B点右侧一长为L=6.25m的平板战车开始以a=10m/s2的恒定加速度从静止开始向左运动,该队员恰好落在平板战车的左端,已知平板战车上表面距离A的竖直高度为h=5m,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)平板战车左端离B点的水平距离;
(2)若至少有两位队员落在平板战车上,则队员自由下落的时间间隔△t应满足什么条件。
【答案】(1) ;(2)
【详解】(1)设第一个员自由下落至平板战车上表面处历时t0
对平板战车有
联立解得
(2) 恰好有两位队员落在平板战车上的条件是,第二个队员经过时间经过△t+t恰好与平板战车的右端相遇
解得
至少有两位队员落在平板战车上,则队员自由下落的时间间隔△t应满足什么条件为
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页【要点精炼·优题精练】新教材必修第一册第二章-自由落体综合提升必备
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
【要点精炼】
知识点一:自由落体运动
自由落体:指常规物体只在重力的作用下,初速度为零的运动。也叫做自由落体运动。
特点:①初速v0=0 ②只受一个力,即重力作用。当空气阻力很小,可以忽略不计时,物体的下落可以看作自由落体运动。
运动性质:初速度为零的匀变速直线运动。(意味着前面讲的规律推到可以运用)
知识点二:重力加速度
重力加速度:同一地点,任何物体的自由落体加速度相同,跟物体的轻重无关。
方向:竖直向下。
大小:大小跟高度和纬度有关。赤道的重力加速度最小;越离地面越高,重力加速度越小。地面附近通常取g=9.8m/s2,粗略计算时,可取10 m/s2。月球的重力加速度为g/6
知识点三:竖直上抛
竖直上抛:将物体以一定的初速度竖直方向向上抛出,物体制作重力作用下的运动。
特点:①初速v0≠0 ②只受一个力,即重力作用。
要点精炼一:对“自由”的理解
(1)物体开始下落时是静止的即初速度v=0。如果物体的初速度不为0,就算是竖直 下落,也不能算是自由落体。
(2)物体下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何外界的作用力(包括空气 阻力)或外力的合力为0。
(3)真空状态下,任何物体在相同高度做自由落体运动时,下落时间相同。
要点精炼二:自由落体与自由上抛对比
对象 自由落体(向下正方向) 竖直上抛(向上正方向)
速度公式
位移公式 位移时间公式: 位移速度公式: 上升最大高度:
时间 落地时间: 最大高度时间: 落地时间:
要点精炼三:重要推论
1.不限制初速度为0的推论
(1)任意两个连续相等时间间隔T内,位移之差是常量,即
(2)某段时间内中间时刻的瞬时速度与这段时间初末速度的关系
(3)某段位移内中间位置的瞬时速度与这段时间初末速度的关系
2.限制初速度为0的推论(自由落体运动的加速度为g)
(1)1T末、2T末、3T末……的速度比为1∶2∶3∶4……n
(2)前1T、前2T、前3T……内的位移之比为1∶4∶9∶16……n2
(3)第1个T、第2个T、第3个T……内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶……2n-1
(4)第1个S、第2个S、第3个S……所用的时间之比为
【优题精练】
一、单选题
1.打开水龙头,水顺流而下,仔细观察将会发现在流下的过程中,连续的水流柱的直径是逐渐减小的,设出水口方向竖直向下的水龙头直径为1cm,g取10m/s2,如果测得水在出水口处的速度大小为1m/s,则距出水口75cm处水流柱的直径为( )
A.1cm B.0.5cm C.0.75cm D.0.25cm
2.如图所示,A、B两个小球用长为1m的细线连接,用手拿着A球,B球竖直悬挂,且A、B两球均静止。现由静止释放A球,测得两球落地的时间差为0.2s,不计空气阻力,重力加速度,则A球释放时离地面的高度为( )
A.1.25 m B.1.80 m C.3.60 m D.6.25m
3.一块石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹。该爱好者用直尺量出轨迹的长度,如图所示,已知曝光时间为,照片中像长度为物体实际长度的。若重力加速度,则小石子出发点离点约为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,空中有A、B两个小球的初始高度差为h1。先将小球A由静止释放,当A下落高度为h2时,再将小球B由静止释放,结果两小球同时落到地面上,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球A距离地面的高度为( )
A. B.
C. D.
5.苹果从某一高度静止释放,已知落地前倒数第二秒内的位移是10m,苹果的运动视作自由落体运动,重力加速度为10m/s2,则苹果释放的高度为( )
A.45m B.36.75m C.31.25m D.11.25m
6.如图,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方处,空心管长为,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上,小球的直径小于管的内径,小球可以无障碍穿过空心管,不计空气阻力,下列判断错误的是( )
A.两者均无初速度同时释放,小球在空中不能穿过管
B.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关
C.先让小球自由下落,当小球落至空心管上边缘时,无初速释放空心管。则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关
D.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度有关
7.下雨时,某同学在家发现屋檐上有雨滴落下,相邻两水滴滴下的时间间隔相等。当第1个水滴刚好落到地面上时,第3个水滴刚好离开屋檐。设屋檐到地面的高度为H,水滴从离开屋檐到落到地面的时间为t,不计空气阻力,则( )
A.水滴下落时,到地面的高度为
B.第1个水滴落地时,第2个水滴到地面的高度为
C.相邻两水滴均在空中下落时,两者速度差不变
D.相邻两水滴均在空中下落时,两者距离差不变
二、多选题
8.一小球自高处自由下落,当它与水平地面每碰撞一次后,速度大小减小为碰撞前的,不计空气阻力,取,则下列说法正确的是( )
A.第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为
B.第二次弹起的高度为第一次弹起时高度的
C.小球运动的总时间约为
D.小球运动的总位移为
9.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上。当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.两者同时无初速度释放,小球不能穿过管
B.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度有关
C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度无关
D.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度无关
10.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上。当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.两者同时无初速度释放,小球能穿过空心管
B.两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管
C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,空心管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间
D.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,空心管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间
三、实验题
11.用打点计时器测量重力加速度的实验装置如图所示。当纸带在钩码带动下向下运动时,打点计时器在纸带上打下一系列的点。
(1)该实验中,下列实验操作正确的是_________。
A.应从纸带上的第一个点迹开始测量、计算
B.选用的钩码的质量应尽可能小些
C.操作时,应先释放纸带,后接通电源
D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上
(2)某同学在正确操作下,从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为B、C、D、E和F,测量出B点以后各点间的距离如图所示,电源频率为。计算纸带下落的加速度______。(保留三位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:______________。
四、解答题
12.如图所示,悬挂的直杆AB长为a,在B端下方距离为h处,有一长为b的无底圆筒CD,若将悬线剪断,求:直杆下端B穿过圆筒的时间是多少
13.伽利略在研究自出落体运动时,猜想自由落体的速度是均匀变化的,他考虑了速度的两种变化:一种是速度随时间均匀变化,另 一种是速度随位移均匀变化。
(1)现在我们已经知道,自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短,且固定不变。为估测“傻瓜”照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子在 A点正上方 1.8m 的高度自由下落。每块砖的平均厚度为 6.0cm。(不计空气阻力,g 取 10m/s2)
a.计算石子到达A点的速度大小;
b.估算这架照相机的曝光时间(结果保留一位有效数字)。
(2) 自然界中某量 D 的变化可以记为,发生这个变化所用的时间间隔可以记为,变化量与的比值就是这个量的变化率。
a.举出一个用变化率定义的运动学物理量并写出这个物理量的定义式;
b.事实上,速度随位移均匀变化的运动也确实存在。已知一物体做速度随位移均匀变化的变速直线运动。其速度与位移的关系式为 v= v0+kx(v0为初速度,v为位移为x 时的速度)。试推导证明:此物体运动的加速度a和速度v成正比,且比例系数为k。
14.有一条竖直悬挂起来的长为4.2m的细杆AB,在杆的正下方离B端0.8m的地方有一个水平放置的圆环C,如图所示,若让杆自由下落,求:(g取10m/s2)
(1)从杆下落开始,上端A达圆环所经历的时间;
(2)下端B到达圆环时,杆的速度大小;
(3)AB杆通过圆环的过程中所用的时间。
一弹性小球自h0=5m高处自由下落,它与水平地面每碰撞一次,速度便减小为碰前的7/9.不计每次碰撞的时间,计算小球从开始下落到停止运动所经过的路程.
16.2020年武警云南总队某机动支队实战化军事训练在昆明某训练基地进行。假设某特种兵小分队从水平地面B点正上方的楼房窗口A每隔相等的时间自由下落一名队员,当某队员离开A的同时,B点右侧一长为L=6.25m的平板战车开始以a=10m/s2的恒定加速度从静止开始向左运动,该队员恰好落在平板战车的左端,已知平板战车上表面距离A的竖直高度为h=5m,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)平板战车左端离B点的水平距离;
(2)若至少有两位队员落在平板战车上,则队员自由下落的时间间隔△t应满足什么条件。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页