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微练3 自由落体运动和竖直上抛运动
1.用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手握住直尺顶端的地方,乙同学在直尺下端刻度为零的地方做捏住直尺的准备,但手没有碰直尺,当乙同学看到甲同学放开直尺时,立即握住直尺,结果乙同学握住直尺的刻度为b。小明同学根据所学知识计算出不同刻度对应的反应时间,从而在这把尺子上标刻度做成“反应时间测量尺”。已知重力加速度为g。关于“反应时间测量尺”,下列说法正确的是( )
A.其“时间刻度”是均匀的,与长度刻度成正比例
B.其“时间刻度”是不均匀的,且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密
C.其“时间刻度”是不均匀的,且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”疏
D.如果在月球上使用此刻度尺,“时间刻度”的每个数字应该成比例改小一些
2.甲、乙两物体距地面的高度之比为1∶2,所受重力之比为1∶2。某时刻两物体同时由静止开始下落。不计空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A.甲、乙落地时的速度大小之比为1∶
B.所受重力较大的乙物体先落地
C.在两物体均未落地前,甲、乙的加速度大小之比为1∶2
D.在两物体均未落地前,甲、乙之间的距离越来越近
3.如图所示,物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长L=3.8 m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高,让球1悬挂在正下方,然后由静止释放,桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差Δt=0.2 s,g=10 m/s2,则桥面该处到水面的高度为( )
A.22 m B.20 m
C.18 m D.16 m
4.在2020年舟山中学第67届校田径运动会上,苏同学以2.13 m的成绩打破了舟山市高中男子跳高纪录(2.05 m)夺得冠军。经了解,苏同学身高1.91 m,据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近( )
A.6.5 m/s B.5.5 m/s
C.4.5 m/s D.3.5 m/s
5.某校高一课外活动小组自制一枚水火箭,设水火箭发射后始终在竖直方向上运动。 在水火箭向下喷水过程中,水火箭可认为做匀加速直线运动。 水火箭从地面静止出发经过6 s 到达离地面高60 m处时水恰好喷完,接着水火箭向上做匀减速运动,最后落回到地面。 空气阻力不计,g=10 m/s2,求:
(1)恰好喷完水时水火箭的速度;
(2)水火箭上升离地面的最大高度;
(3)水火箭从发射到残骸落回到地面过程的总时间。
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微练3 自由落体运动和竖直上抛运动
1.B 由公式h=gt2可得t= ,可知,其“时间刻度”是不均匀的,且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密,故A、C错误,B正确。由于月球上的重力加速度小,可知如果在月球上使用此刻度尺,“时间刻度”的每个数字应该成比例改大一些,故D错误。
2.A 由于不计空气阻力,两物体均做自由落体运动。由v2=2gh可知v=,所以甲、乙落地时的速度大小之比为1∶,故A正确;由h=gt2可知t=,所以物体做自由落体运动的时间取决于高度,与物体所受重力的大小无关,即甲物体先落地,故B错误;由于两物体都做自由落体运动,加速度均为重力加速度,故C错误;由于两物体都做自由落体运动且同时下落,则在两物体均未落地前,甲、乙之间的距离不变,故D错误。
3.B 设桥面高度为h,根据自由落体运动位移公式,对铁球2有h=gt2,对铁球1有h-L=gt,又t-t1=Δt,解得h=20 m,故选B。
4.C 该同学跳高时重心升高的高度为h=2.13-×1.91=1.175 m,则他离地时竖直向上的速度v== m/s≈4.85 m/s,故选C。
5.解析:(1)若恰好喷完水时水火箭的速度为v,则=
解得v=20 m/s。
(2)喷完水后火箭上升的高度h′==20 m
水火箭上升离地面的最大高度H=h+h′=80 m。
(3)喷完水后水火箭上升的时间t2==2 s
从最高点到落地的时间t3= =4 s
总时间t=t1+t2+t3=12 s。
答案:(1)20 m/s (2)80 m (3)12 s
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