高中物理二章习题课自由落体运动与竖直上抛运动练习含解析新人教版必修

习题课 自由落体运动与竖直上抛运动

1.某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆(如图所示)．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g＝10 m/s)( ) A．2 m/s C．6 m/s B．4 m/s D．8 m/s

2

解析：选B.身体横着越过1.8 m的横杆，此时重心高度为1.8 m，起跳时重心高度为0.9 m，所以重心上升的最大高度为h＝1.8 m－0.9 m＝0.9 m．所以起跳时竖直向上的速度v＝2gh＝2×10×0.9 m/s＝32 m/s，最接近的是4 m/s，所以应选B. 2．(2019·江苏南通一中高一期中)

如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间：甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间．当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间．为简化计算，某同学将直尺刻度进行了改进，以相等时间间隔在直尺的反面标记反应时间的刻度线，制作了“反应时间测量仪”，下列四幅图中刻度线标度正确的是( )

解析：选B.由题可知，手的位置在开始时应放在0刻度处，所以0刻度要在下边．物体做自12

由落体运动的位移：h＝gt，位移与时间的平方成正比，所以随时间的增大，刻度尺上的间

2距增大．由以上的分析可知，只有图B是正确的．

3．小球从空中某处由静止开始自由下落，与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处，此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示，则( )

A．在下落和上升两个过程中，小球的加速度不同 B．小球开始下落处离地面的高度为0.8 m C．整个过程中小球的位移为1.0 m

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D．整个过程中小球的平均速度为2 m/s

解析：选B.v－t图象斜率相同，即加速度相同，所以选项A错误；0～0.4 s内为自由落体过程，通过的位移即为高度0.8 m，选项B正确；前0.4 s自由下落0.8 m，后0.2 s反弹向上运动0.2 m，所以整个过程小球位移为0.6 m，选项C错误；整个过程小球的平均速度大小为 1 m/s，选项D错误．

4．一杂技演员，用一只手抛球．他每隔0.40 s抛出一球，接到球便立即把球抛出．已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个小球，将球的运动近似看做是竖直方向的运动，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，g取10 m/s)( ) A．1.6 m C．3.2 m B．2.4 m D．4.0 m

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解析：选C.被杂技演员抛出的小球在空中应做竖直上抛运动．考虑到空中总有四个小球，其边界情况为，演员手中的球将要被抛出时，空中第4个小球刚到演员的手中，如图所示．也就是说，抛出的小球在空中运动的时间是1.6 s．再根据竖直上抛运动上升过程和下降过程具有对称性，可知第二个小球抛出后经过0.80 12

s到达最高点．小球到达的最大高度H＝gt＝3.2 m.

2

5．(2019·湖南衡阳高一月考)建筑工人安装搭手架进行高空作业，有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一根长5 m的铁杆在竖直状态下脱落了，使其做自由落体运动，铁杆在下落过程中经过某一楼层面的时间为0.2 s．已知重力加速度g＝10 m/s，不计楼层面的厚度．则铁杆刚下落时其下端到该楼层的高度为( ) A．25.5 m C．30 m B．28.8 m D．29.5 m

2

12

解析：选B.设铁杆下端到达该楼层面时的速度为v.根据L＝vt＋gt得：v＝

21

5－×10×0.042

m/s＝24 m/s

0.2

L－gt2

t＝

12

v224×24

则铁杆下落时其下端到该楼层的高度为：h＝＝ m/s＝28.8 m，故B正确．

2g20

6．某一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45 m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水，从离开平台到手接触水面，运动员可以用于完成动作的时间为多长？在此过程中，运动员水平方向的运动忽略不计，运动员可视为全部质量集中在重心的一个质点，取g＝10 m/s. 解析：如图所示，从平台跃起，到手接触水面，运动员重心的高度变化为h2

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＝10 m.

方法一：将整个过程分上升和下降两个阶段考虑，设运动员跃起的初速度为v0，

v20

则＝H， 2gv0＝2gH＝2×10×0.45 m/s＝3 m/s，

故上升时间为：t1＝＝0.3 s.

设运动员从最高点到手接触水面所用时间为t2，则 12

gt2＝h＋H，t2＝ 2＝ 2（H＋h）

v0gg2×（10＋0.45）

s≈1.4 s，

10

故用于完成动作的时间为t＝t1＋t2＝1.7 s.

方法二：运动员的整个运动过程为竖直上抛运动，设总时间为t，由于运动员入水时位于跃起12

位置下方10 m处，故该过程位移为x＝－h，即：x＝v0t－gt，

2其中v0＝3 m/s，

代入数据得：5t－3t－10＝0，

2

t＝

3＋209

s≈1.7 s(另一根不合题意，舍去)． 10

答案：1.7 s

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