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基础夯实
1.一个物体做自由落体运动,速度—时间图象正确的是( )
答案:C
解析:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。A表示物体做初速度不为零的匀减速运动,A错;B表示物体做匀速直线运动,B错;C表示物体做初速度为零的匀加速直线运动,只不过是以向上为正方向,C正确;D做的是初速度不为零的匀加速直线运动,D错。
2.关于重力加速度的说法中,不正确的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小没有方向,通常计算中g取9.8m/s2
B.在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差不是很大
C.在地球上同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D.在地球上的同一地方,离地面高度越大重力加速度g越小
答案:A
解析:首先,重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同。在地球表面,不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8m/s2左右,所以A不正确,B正确。在地球表面同一地点,g的值都相同,但随着高度的增大,g的值逐渐变小,所以C、D正确。
3.(黑龙江龙东地区11~12学年高一上学期期中)一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1s内的位移大小是L,则它在第3s内的位移大小是( )
A.3L B.5L C.7L D.9L
答案:B
解析:由自由落体运动规律h1 ∶h2 ∶h3 ∶…=1 ∶3 ∶5 ∶…
得石子在第3秒内的位移是5L。
4.高空坠物的破坏力很大,一块手掌大的西瓜皮从25楼高空抛下可能让人当场丧命,这样的悲剧在各地屡屡上演。一空罐头盒从某楼层上自由落下(忽略空气阻力),所用时间为2.0s。(g取10m/s2,楼层高度约为3m),该罐头盒可能来自下列哪个楼层( )
A.5层 B.8层
C.6层 D.10层
答案:B
解析:由h=gt2知罐头盒下落的高度为20m,由于楼层高为3m,所以=6.6,所以罐头盒可能来自8层,B对。
5.某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆(如下图所示)。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g=10m/s2)( )
A.2m/s B.4m/s
C.6m/s D.8m/s
答案:B
解析:本题是联系实际的竖直上抛问题,要考虑到人的重心高度。因为是估算,所以可大体认为人的重心在身体的中点。
身体横着越过1.8m的横杆,此时重心高度为1.8m,起跳时重心高度为0.9m,所以竖直上跳的最大高度为h=1.8m-0.9m=0.9m
所以跳起时竖直分速度v==m/s=3m/s
最接近的是4m/s,所以应选B。
6.假设一个物体在某行星的一个悬崖上,从静止开始自由下落。1s内从起点落下4m。再落下4s,它将在起点下________m处。
答案:100
解析:设该星球表面的重力加速度为g′,由h=g′t2
得g′==m/s2=8m/s2
物体下落5s时间下落的高度是
h=g′t′2=×8×52m=100m
7.成龙曾在一部动作影片中扮演一位勇敢的刑警,为了抓住逃跑的抢劫犯,他从一座约20m高的立交桥上竖直跳下去,落在一辆正从桥下正下方匀速经过的装满沙土的长卡车上,若卡车长12m,车速为4m/s,成龙刚跳下时卡车头恰好从桥下露出,试估计成龙能否安全落在卡车里?
答案:能安全落入卡车内
解析:h=gt,t1==2s,
t2==s=3s>2s
∴成龙能安全落入卡车内。
8.2012年12月13日“嫦娥二号”对月球近距离探测,取得巨大成功。我国计划2020年实现载人登月,若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人,而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验:
在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度h=20m时,下落的时间正好为t=5s,则:
(1)月球表面的重力加速度g月为多大?
(2)小球下落2.5秒时的瞬时速度为多大?
答案:(1)1.6m/s2 (2)4m/s
解析:由h=g月t2 得g月=1.6m/s2
由v=g月t 得v=4m/s。
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能力提升
1.
(河南中原名校12~13学年高一上学期联考)俄罗斯“能源”火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星。若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x-t图象如图所示,则( )
A.该火星表面的重力加速度为1.6m/s2
B.该物体上升的时间为10s
C.该物体被抛出时的初速度为8m/s
D.该物体落到火星表面时的速度为16m/s
答案:AC
解析:由图可知物体上升的最大高度为20m,上升时间为5s,由h=gt2得g=1.6m/s2,A对B错。v=gt=8m/s,C对D错。
2.(吉安、吉水12~13学年高一上学期联考)
科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g=10m/s2)( )
A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tABB.间歇发光的间隔时间是s
C.水滴在相邻两点之间的位移满足xAB ∶xBC ∶xCD=1 ∶3 ∶5
D.水滴在各点速度之比满足vB ∶vC ∶vD=1 ∶4 ∶9
答案:BC
解析:由题目描述的物理情景可知:光源为间歇发光,发光间隔可由h=gt2求出。
则0.1=×10×t2得t=0.1s,A错B对,由初速为零的匀变速运动规律可判C对D错。
3.一矿井深为125m,在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个小球恰好到达井底,则相邻两个小球开始下落的时间间隔为______s,这时第3个小球和第5个小球相隔______m。(g取10m/s2)
答案:0.5 35
解析:设相邻两球的时间间隔为t0,那么第一个小球的运动时间为10t0,由h=g(10t0)2得
t0==s=0.5s
第3个和第5个小球的间距为Δx=x3-x5=g(8t0)2-g(6t0)2=35m
4.一位同学进行“用打点计时器测量自由落体加速度”的实验。
(1)现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220V交流电源、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的器材是:___________________________________________________;
缺少的器材是____________________________________________________。
(2)这位同学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点B、C、D、E和F,测量出各点间的距离,如下图所示。请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式:
_______________________________________________。
(3)由该纸带求出的自由落体加速度为________m/s2;比标准值________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)该实验误差的主要来源是________;可用________的方法减小该误差。
答案:(1)其中不必要的器材是:电火花计时器及碳粉纸、220V交流电源、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是:低压交流电源、刻度尺、重锤。
(2)依据的公式:a=
(3)9.63m/s2;偏小
(4)空气的阻力和纸带的摩擦;增大重锤重力
5.(东营市重点高中12~13学年上学期联考)
雨后,屋檐还在不断滴着水滴,如图所示。小红认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落。她测得,屋檐到该窗台的距离H=3.2m,窗户的高度为h=1.4m。取g=10m/s2,试计算:
(1)水滴下落到达窗台时的速度大小;
(2)水滴经过窗户的时间。
答案:(1)8m/s (2)0.2s
解析:(1)水滴下落至窗台通过的距离为H=3.2m
由v2=2gH得v==m/s=8m/s
(2)水滴下落至窗户上边缘的时间为
t1==s=0.6s
水滴下落至窗台的时间为
t2==s=0.8s
水滴经过窗户的时间为Δt=t2-t1=0.8s-0.6s=0.2s。
6.(临沂市12~13学年高一期中)某晚,美军在伊拉克进行的军事行动中动用了空降兵(如图)美机在200m高处超低空水平飞行,美兵离开飞机后先自由下落,运动一段时间后立即打开降落伞,展伞后美兵以14m/s2的平均加速度匀减速下降。为了安全要求,美兵落地的速度不能超过4m/s(g=10m/s2)。伊方地面探照灯每隔10s扫描一次,求美兵能否利用探照灯的照射间隔安全着陆。
答案:能安全着陆
解析:设展伞时离地h米,自由下落阶段2g(H0-h)=v,匀减速阶段v-v=2ah
解得h=83m v1=48.4m/s
自由下落时间t1=v1/g=4.84s,减速时间t2==3.17s,t=t1+t2=8s<10,所以能安全着陆。只要下落时间小于10s,就能充分利用探照灯的间隔时间安全着陆。
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