内容正文:
2022届物理一轮复习
第一章第2讲 匀变速直线运动的规律
第二课时
高三物理组
考点二 自由落体和竖直上抛运动
多维探究
题型1 自由落体运动
例6 如图所示,屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动.假设水滴从10 m高的屋檐上无初速度滴落,水滴下落到地面时的速度大约为(g取10 m/s2)( )
A.20 m/s B.14 m/s C.2 m/s D.1.4 m/s
答案:B
解析:根据公式v2=2gh得v= m/s≈14 m/s,选项B正确.
[考法拓展] 在[例6]中水滴下落过程中经2 m高的窗户所需时间为0.2 s.那么窗户上沿到屋檐的距离为多少?
解析:设水滴下落到窗户上沿时的速度为v0,则由h=v0t+gt2得,2=v0×0.2+×10×0.22
解得v0=9 m/s
根据v2=2gh得
窗户上沿到屋檐的距离h== m=4.05 m.
答案:4.05 m
题型2 竖直上抛运动
例7 一个物体从地面上竖直上抛,它两次经过一个较低点A的时间间隔是5 s,两次经过一个较高点B的时间间隔是3 s,不计空气阻力,g取10 m/s2,则A、B之间的距离是( )
A.80 m B.40 m
C.20 m D.无法确定
解析:物体做竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,物体从最高点自由下落到A点的时间为,从最高点自由下落到B点的时间为,A、B间距离为hAB=g=×10×(2.52-1.52) m=20 m.
答案:C
例8 (多选)一物体以5 m/s的初速度在光滑斜面上向上做匀减速运动,其加速度大小为2 m/s2,设斜面足够长,经过t时间物体位移的大小为4 m,则时间t可能为( )
A.1 s B.3 s C.4 s D. s
解析:以沿斜面向上为正方向,当物体的位移为4 m时,
根据x=v0t+at2得4=5t-×2t2
解得t1=1 s,t2=4 s
当物体的位移为-4 m时,
根据x=v0t+at2得-4=5t-×2t2
解得t3= s,故A、C、D正确,B错误.
答案:ACD
拓展点 刹车类问题和双向可逆类问题
1.刹车类问题中的两点提醒
(1)分清运动时间与刹车时间之间的大小关系.
(2)确定能否使用逆向思维法,所研究阶段的末速度为零,一般都可应用逆向思维法.
2.双向可逆运动的特点
这类运动的速度减到零后,以相同加速度反向加速.如竖直上抛、沿光滑斜面向上滑动.
练2 [2021·吉林大学附中模拟](多选)车让人是一种社会的文明.若某车以10 m/s的速度从远处驶向校门口,此时有一群小学生正在过人行横道,司机立即以5 m/s2的加速度刹车行驶,车刚好在停车线处停下,若司机的反应时间为0.5 s,则下列说法中正确的是( )
A.司机从看到小学生到汽车停止的时间为2 s
B.汽车在整个刹车过程中的平均速度为6 m/s
C.司机看到小学生时车头前端距离停车线15 m
D.司机看到小学生时车头前端距离停车线10 m
解析:司机反应时间为0.5 s,从开始刹车到停止的时间为t==2 s,所以从司机看到小学生到汽车停止的时间为2.5 s,A项错误;整个刹车过程,汽车的位移为x=v0t0+=15 m,C项正确,D项错误;汽车在整个刹车过程的平均速度为== m/s=6 m/s,B项正确.
答案:BC
练3 [2019·全国卷Ⅰ,18]
如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2.不计空气阻力,则满足( )
A.1<<2 B.2<<3
C.3<<4 D.4<<5
答案:C
解析:本题考查了匀变速直线运动中通过连续相邻相等位移所用时间的关系和考生的逻辑推理能力,体现了科学思维素养中模型建构、科学论证要素.
运动员离地后做竖直上抛运动,则可以按其逆过程——自由落体运动计算,将H分为相等的4段,通过各段所用时间由上至下分别为T1、T2、T3、T4,则满足T1:T2:T3:T4=1:(-1):(-):(2-),则==2+,则3<<4,故只有C正确.
匀变速直线运动中的STSE问题
题型1 结合汽车通过ETC通道的情景,考查直线运动中的临界问题
典例1 [2021·广州一模]高速公路的ETC电子收费系统如图所示,ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离.某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区,ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,汽车刚好没有撞杆.已知司机的反应时间为0.7 s,刹车的加速度大小为5 m/s2,则该ETC通