微练3 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习（粤教版2019）

高考复习顶层设计·物理 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 一、单项选择题 1.下列关于自由落体运动的说法,正确的是(　　) A.在真空条件下,将石头和纸片在同一高度由静止释放,两者将同时 落地 B.加速度为g的匀加速直线运动是自由落体运动 C.g值在地球上任何地方都一样大 D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动,自由落体运动状态完全相同,在真空条件下,同一高度静止释放的石头和纸片同时落地,A项正确,B项错误;g值在地球上随着纬度增大而增大, C项错误;满足速度跟时间成正比的下落运动是匀加速直线运动,但并不一定是自由落体运动,D项错误。 答案　A 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.在确保安全的情况下,从5楼楼顶先后释放两个质量不同的物体(可视为质点),不计空气阻力,下列说法中正确的是(　　) A.质量大的物体在空中运动的时间长 B.质量小的物体在空中运动的时间长 C.两个物体在空中运动的时间相同 D.无法比较两物体运动的时间 解析　两个物体做自由落体运动,下落时间由高度决定,h=gt2,因为高度一样,故下落时间一样,C项正确。 答案　C 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.如图,一雨滴从重庆朝天门来福士T3N塔楼顶楼(高度356 m)屋檐处自由下落,它在1 s末、2 s末、3 s末的位置到屋檐的距离之比是(　　) A.1∶1∶1 B.1∶2∶3 C.1∶4∶9 D.1∶3∶5 解析　雨滴从来福士T3N塔楼顶楼屋檐自由下落,满足自由落体运动的基本规律,由h=gt2可知1 s末、2 s末、3 s末的位置到屋檐的距离之比为1∶4∶9,C项正确。 答案　C 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.(2024·广州模拟)某同学弹跳能力超群,其身高176 cm,在某次篮球比赛中,其扣篮时竖直起跳重心上升的距离为1.24 m,可估算其起跳时的竖直速度约为(　　) A.3 m/s B.4 m/s C.5 m/s D.6 m/s 解析　根据v2=2gh可得v== m/s≈5 m/s,C项正确。 答案　C 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 5.某次竖直抛出的球在上升的过程中,开始0.4 s内上升的高度与最后0.4 s内上升的高度之比为4∶1,不计空气阻力,重力加速度大小g= 10 m/s2,最初0.4 s中间时刻的速度大小和上升的最大高度分别是(　　) A.8 m/s,5 m B.8 m/s,3 m C.4 m/s,5 m D.4 m/s,3 m 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　将球的竖直上抛运动看成反方向的自由落体运动,由自由落体运动规律得,球最后0.4 s内上升高度h1=g=×10×(0.4)2 m=0.8 m,则球开始0.4 s内上升的高度为h2=4h1=3.2 m,球最初0.4 s中间时刻的速度为v= m/s=8 m/s,球上升的时间为t=+0.2 s=1 s,球上升的最大高度为h=gt2=5 m,A项正确。 答案　A 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 6.某同学从楼顶由静止释放小球A,1 s后在相同地点由静止释放小球B,已知小球A质量大于小球B质量,空气阻力不计,两球均未落地之前,下列说法正确的是(　　) A.两球的速度都越来越大,但是速度差不变 B.小球A第1秒内的位移大于小球B第1秒内的位移 C.两球的位移都越来越大,但是位移差不变 D.小球A的加速度大于小球B的加速度 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　设小球B运动的时间为t,则小球A运动时间为t+1 s,根据v=gt可知两球速度之差为Δv=g(t+1 s)-gt=g(m/s),所以A、B两球速度之差保持不变,A项正确;A、B两球均做自由落体运动,根据h=gt2代入数据解得小球A和小球B第1 s内的位移均为h=g(m),B项错误;设小球B运动的时间为t,则小球A运动的时间为t+1 s,根据h=gt2可得两球的距离Δh=g(t+ 1 s)2-gt2=gt+g(m),两球间的距离随时间的增加而增大,C项错误;两小球都只受重力,根据牛顿第二定律可知,两球的加速度均为g,D项错误。 答案　A 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 7.某小区楼房年久老化,靠路边的楼房墙体有一块混凝土脱落,混凝土下落过程可看作自由落体运动,离地面最后2 m下落所用的时间为 0.1 s,取重力加速度大小g=10 m/s2,则这块混凝土脱落处到地面的高度约为(　　) A.10 m B.12 m C.21 m D.15 m 解析　混凝土做自由落体运动,设下落时间为t,根据题意有gt2-g(t- 0.1 s)2=2 m,解得t=2.05 s,混凝土脱落处到地面的高度h=gt2,解得h≈ 21 m,C项正确。 答案　C 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 8.短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段,一次比赛中,某运动员用11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m,则该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离为(　　) A.5 m/s2　10 m B.5 m/s2　11 m C.2.5 m/s2　10 m D.2.5 m/s2　11 m 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据题意,在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1 s和第2 s 内通过的距离分别为s1和s2,由运动学规律得s1=a,s1+s2=a(2t0)2,t0=1 s,联立解得a=5 m/s2。设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v,跑完全程的时间为t,全程的距离为s,依题意及运动学规律,得t=t1+t2,v=at1,s=a+vt2。设加速阶段通过的距离为s',则s'=a,解得s'=10 m,A项正确。 答案　A 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 9.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通道的长度约为(　　) A.4.2 m B.6.0 m C.7.8 m D.9.6 m 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　汽车的运动过程分为两个阶段,在识别时间内和司机反应时间内汽车做匀速运动,然后刹车减速。在识别车载电子标签的0.3 s时间内汽车匀速运动距离s1=vt1=6×0.3 m=1.8 m,在司机的反应时间0.7 s内汽车匀速运动距离s2=vt2=6×0.7 m=4.2 m,刹车距离x3==3.6 m,该ETC通道的长度约为s=s1+s2+s3=9.6 m,D项正确。 答案　D 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 二、多项选择题 10.汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角 警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机减速 安全通过。在夜间,有一辆货车因故障停驶, 后面有一辆小轿车以30 m/s的速度向前驶来, 由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50 m内的物体,并且他的反应时间为0.6 s,制动后,轿车的最大加速度为5 m/s2。假设小轿车始终沿直线运动。下列说法正确的是(　　) 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.小轿车的制动距离(制动到停止所运动的距离)为80 m B.小轿车从发现三角警示牌到停止所用的最短时间为6.6 s C.小轿车运动到三角警示牌时的最小速度为25 m/s D.三角警示牌至少要放在车后58 m远处,才能有效避免两车相撞 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　小轿车减速过程运动的距离为s2== m=90 m,A项 错误;减速时间为t2==6 s,所以小轿车从发现三角警示牌到停止所用的最短时间为t'=t1+t2=6.6 s,B项正确;小轿车驾驶员发现三角警示牌后反应过程运动的距离为s1=v0t1=30×0.6 m=18 m,v2-=-2a(s0-s1),解得v≈24 m/s,C项错误;为避免发生安全事故,则s1+s2=s0+s,代入数据解得s=58 m,D项正确。 答案　BD 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 11.某物体以40 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2。对物体的运动情况,下列描述正确的是(　　) A.6 s内物体的位移大小为60 m,方向向上 B.6 s末物体的速度大小为20 m/s,方向向上 C.6 s内物体的速度变化量为60 m/s,方向向下 D.6 s内物体平均速度大小为10 m/s,方向向下 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　取竖直向上为正方向,则v0=40 m/s,a=-g=-10 m/s2。6 s内物体的位移大小为s=v0t+at2=(40×6-×10×62) m=60 m,方向向上,A项正确; 6 s末物体的速度为vt=v0+at=(40-6×10) m/s=-20 m/s,方向向下,B项错误;6 s内物体的速度变化量为Δv=aΔt=-10×6 m/s=-60 m/s,方向向下, C项正确;6 s内物体平均速度大小为== m/s=10 m/s,方向向上,D项错误。 答案　AC 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 12.矿井中的升降机从井底开始以5 m/s的速度竖直向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,经过3 s升降机底板上升至井口,此时松脱的螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.螺钉松脱后做自由落体运动 B.矿井的深度为45 m C.螺钉落到井底时的速度大小为25 m/s D.螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时6 s 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　螺钉松脱时具有与升降机相同的向上的初速度,故螺钉脱落后做竖直上抛运动,A项错误;取竖直向上为正方向,螺钉从脱落至落到井底的位移h1=v0t-gt2=-30 m,升降机这段时间的位移h2=v0t=15 m,故矿井的深度为h=|h1|+h2=45 m,B项正确;螺钉落到井底时的速度为v=v0-gt= -25 m/s,C项正确;螺钉松脱前运动的时间为t'==6 s,所以螺钉运动的总时间为t总=t+t'=9 s,D项错误。 答案　BC 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 13.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,若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从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取10 m/s2)(　　) A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB=tBC=tCD B.闪光的间隔时间是 s C.水滴在相邻两点间的平均速度满足∶∶=1∶4∶9 D.水滴在各点的速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶3∶5 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由题图可知hAB∶hBC∶hCD=1∶3∶5,水滴做初速度为零的匀加速直线运动,由题意知水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间相等,A项正确;由h=gt2可得水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间为 s,即闪光的间隔时间是 s,B项正确;由=知水滴在相邻两点间的平均速度满足∶∶=1∶3∶5,C项错误;由v=gt知水滴在各点的速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶2∶3,D项错误。 答案　AB 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 三、非选择题 14.如图所示,一网球从距地面高h=5 m处自由释放,网 球落地后反弹,每次撞击地面后反弹的速度大小为撞 击前速度大小的。不计空气阻力,重力加速度g取 10 m/s2,求: (1)网球第一次落地时的速度大小; (2)网球从自由下落到第一次反弹至最高点时所花的时间; (3)网球与地面碰撞N次后反弹的最大高度。 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)网球第一次落地时的速度大小为 v1==10 m/s。 (2)网球从自由下落到第一次反弹至最高点时所花的时间为 t=+=1.8 s。 (3)根据竖直上抛运动的对称性可知,网球每次和地面碰撞后瞬间的速度大小等于下次与地面碰撞前瞬间的速度大小,所以网球与地面碰撞N次后瞬间的速度大小为vN=v1, 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 网球与地面碰撞N次后反弹的最大高度为 hN==5× m。 答案　(1)10 m/s　(2)1.8 s　(3)5× m 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 15.某课外学习小组用计算机模拟长直圆筒自由落体与竖直上抛运动关系,如图所示,地面上有弹射器可竖直向上发射速度大小为v0的弹丸,正上方有一无底圆筒AB竖直悬挂在O点下方,圆筒长度为L=90 m,其下端A到地面的高度h0=20 m。如果剪断悬吊圆筒的绳同时发射弹丸,圆筒始终保持竖直,在圆筒落地前弹丸进入圆筒中。重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,圆筒落地后立即停止运动。求: (结果可以用根式表示) (1)要使弹丸在空中进入圆筒,发射速度v0需满足的条件; (2)若v0=50 m/s,求弹丸在圆筒内向上运动(以大地为参考系)的时间。 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)根据题意,由运动学公式可得,弹丸在空中运动时间为t0=, 设经时间t弹丸射入圆筒,此时圆筒下落h1=gt2, 弹丸上升的距离为h2=v0t-gt2, 又有h0=h1+h2,解得t=, 为保证弹丸落地前能进入筒中,则有t<t0,即<, 解得v0>=10 m/s。 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)由(1)分析可知,弹丸与桶A点相遇的时间t1==0.4 s, 弹丸与桶B点相遇的时间t2==2.2 s, 桶落地的时间t3==2.0 s, 则当桶落地后弹丸还没有到桶B点,设桶落地时弹丸的速度为v1,根据运动学公式有v1=v0-gt3,解得v1=30 m/s, 设此时弹丸的位移为h1,则有h1==80 m, 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 此时弹丸距桶B点的距离为 h2=L-h1=10 m, 则有h2=v1t4-g, 解得t4=(3-) s,t4=(3+) s(舍去) 总时间为t=t3-t1+t4=(4.6-) s。 答案　(1)v0>10 m/s　(2)(4.6-) s 微练(三)　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$