内容正文:
微专题7 竖直上抛运动 跟踪练习
基础强化练
1、 选择题:
1.关于竖直上抛运动,下列说法错误的是( )
A.竖直上抛运动的上升过程是匀减速直线运动
B.匀变速直线运动规律对竖直上抛运动的全过程都适用
C.以初速度的方向为正方向,竖直上抛运动的加速度a=g
D.竖直上抛运动中,任何相等的时间内物体的速度变化量相等
2.将小球竖直向上抛出,忽略空气阻力的影响.小球在空中运动过程中,到达最高点前的最后一秒内和离开最高点后的第一秒内( )
A.位移相同 B.加速度相同
C.平均速度相同 D.速度变化量方向相反
3.如图所示,将一小球以10 m/s的初速度在某高台边缘竖直上抛,不计空气阻力,取抛出点为坐标原点,向上为坐标轴正方向,g取10 m/s2,则3 s内小球运动的( )
A.路程为25 m B.位移为15 m
C.速度改变量为30 m/s D.平均速度为5 m/s
4.离地面高度100 m处有两只气球正在以同样大小的速率5 m/s分别匀速上升和匀速下降.在这两只气球上各同时落下一个物体.问这两个物体落到地面的时间差为(g=10 m/s2)( )
A.0 B.1 s C.2 s D.0.5 s
二、计算题:
5.气球下挂一重物,以v0=10 m/s的速度匀速上升,当到达离地面高175 m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物再经多长时间落到地面?落地前瞬间的速度多大?(空气阻力不计,g取10 m/s2)
6.在某塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20 m,不计空气阻力,设塔足够高,则:(g取10 m/s2)
(1)物体抛出时的初速度大小为多少?
(2)物体位移大小为10 m时,物体通过的路程可能为多少?
(3)若塔高H=60 m,求物体从抛出到落到地面的时间和落地速度大小.
能力综合练
一、选择题:
7.一个从地面开始做竖直上抛运动的物体,它两次经过一个较低点A的时间间隔是TA,两次经过一个较高点B的时间间隔是TB,则A、B两点之间的距离为(重力加速度为g)( )
A.g(TA2-TB2) B.g(TA2-TB2)
C.g(TA2-TB2) D.g(TA-TB)
8.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图像如图所示,则( )
A.该火星表面的重力加速度大小为9.8 m/s2
B.该物体上升的时间为10 s
C.该物体被抛出时的初速度大小为8 m/s
D.该物体落到火星表面时的速度大小为16 m/s
二、计算题:
9.如图所示,一同学从一高为H=10 m的平台上竖直向上抛出一个可以看成质点的小球,小球的抛出点距离平台的高度为h0=0.8 m,小球抛出后升高了h=0.45 m到达最高点,最终小球落在地面上.g=10 m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球抛出时的初速度大小v0;
(2)小球从抛出到落到地面的过程中经历的时间t.
10.一个小球从距离地面高度H=20 m处自由下落(不计空气阻力),每次与水平地面发生碰撞后均以碰撞前速率的20%竖直反弹.(重力加速度g=10 m/s2).则:
(1)小球第一次落地后反弹的最大高度是多少?
(2)从开始下落到第二次落地,经过多少时间?
11.球A从高为2 m的位置自由下落,同时球A正下方的球B由地面以5 m/s的速度向上抛出.(g取10 m/s2,不计空气阻力)
(1)求两球相遇时B球的速度大小;
(2)若B球以4 m/s的速度抛出,两球会不会在空中相遇?请说明理由.
参考答案:
1.答案 C
2.答案 B
3.答案 A解析 由x=v0t-gt2得位移x=-15 m,B错误;平均速度==-5 m/s,D错误;小球竖直上抛,由v=v0-gt得速度的改变量Δv=-gt=-30 m/s,C错误;上升阶段通过路程x1==5 m,下降阶段通过的路程x2=gt22,t2=t-=2 s,解得x2=20 m,所以3 s内小球运动的路程为x1+x2=25 m,A正确.
4.答案 B
5.答案 7 s 60 m/s
解析 解法一 分段法
绳子断裂后,重物先匀减速上升,速度减为零后,再匀加速下落.
重物上升阶段,时间t1==1 s,
由v02=2gh1知,h1==5 m
重物下落阶段,下落距离H=h1+175 m=180 m
设下落时间为t2,则H=gt22,故t2==6 s
重物落地总时间t=t1+t2=7 s,落地前瞬间的速度v=gt2=60 m/s.
解法二 全程法
取初速度方向为正方向
重物全程位移h=v0t-gt2=-175 m
可解得t=7 s(t=-5 s舍去)
由v=v0-gt,得v=-60 m/s,负号表示方向竖直向下.
6.答案 (1)20 m/s (2)10 m 30 m 50 m (3)6 s 40 m/s
解析 (1)设初速度为v0,竖直向上为正,有-2gh=0-v02,故v0=20 m/s.
(2)位移大小为10 m,有三种可能:向上运动时x=10 m,返回时在出发点上方10 m,返回时在出发点下方10 m,对应的路程分别为s1=10 m,s2=(20+10) m=30 m,s3=(40+10) m=50 m.
(3)落到地面时的位移x=-60 m,设从抛出到落到地面用时为t,有x=v0t-gt2,
解得t=6 s(t=-2 s舍去)
落地速度v=v0-gt=(20-10×6) m/s=-40 m/s,则落地速度大小为40 m/s.
7.答案 A解析 物体做竖直上抛运动经过同一点,上升时间与下落时间相等,则从竖直上抛运动的最高点到点A的时间tA=,从竖直上抛运动的最高点到点B的时间tB=,则A、B两点的距离x=gtA2-gtB2=g(TA2-TB2).
8.答案 C解析 由题图可知物体上升的最大高度为20 m,上升时间为5 s,由h=gt2得g=1.6 m/s2,A、B错误;由0-v0=-gt,得v0=8 m/s,C正确;根据竖直上抛运动的速度对称性知,D错误.
9.答案 (1)3 m/s (2)1.8 s
解析 (1)上升阶段,由0-v02=-2gh得:v0==3 m/s.
(2)设上升阶段经历的时间为t1,则:0=v0-gt1,
自由落体过程经历的时间为t2,则:h0+h+H=gt22,
又t=t1+t2,
联立解得:t=1.8 s.
10.答案 (1)0.8 m (2)2.8 s
解析 (1)小球第一次落地时有:v12=2gH
解得:v1== m/s=20 m/s
反弹的速度大小为:v2=20%v1=4 m/s
故反弹的高度为h2== m=0.8 m
(2)第一次下落的时间为:t1==2 s
反弹后做竖直上抛运动,运用全程法有:
h′=v2t2-gt22 落地时h′=0
得:t2==0.8 s
故从开始下落到第二次落地的时间为:t=t1+t2=2 s+0.8 s=2.8 s.
11.答案 (1)1 m/s (2)会,理由见解析
解析 (1)设两球相遇所需时间为t
h=v0t-gt2+gt2得t=0.4 s
vB=v0-gt得vB=1 m/s
(2)假设两球会在空中相遇,设相遇时间为t′
由h=v0′t′-gt′2+gt′2得t′=0.5 s
B球在空中运动的时间为tB
tB=得tB=0.8 s
A球落地的时间为tA,tA=≈0.6 s,
由于t′<tA,t′<tB,故两球能在空中相遇.
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