2027届高考物理一轮复习课件:第一章第3课时 自由落体运动和竖直上抛运动、多过程问题
2026-06-28
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 自由落体运动,竖直上抛运动,直线运动多过程问题 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 11.92 MB |
| 发布时间 | 2026-06-28 |
| 更新时间 | 2026-06-28 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58529271.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“自由落体运动、竖直上抛运动及多过程问题”核心考点,依据高考评价体系明确掌握运动特点、对称性、多解性及多过程处理的考查要求,通过梳理近5年高考真题,归纳自由落体比例关系、竖直上抛多解问题、0-v-0模型等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题解析+方法提炼+素养培养”,如以2024广西卷自由落体速度计算为例,运用科学思维中的模型建构和科学推理,总结竖直上抛分段/全程法、多过程连接点速度分析等突破方法,培养学生运动观念。设易错提醒和总结提升,助力学生掌握答题技巧,教师可据此精准教学,高效备考。
内容正文:
第一章
运动的描述 匀变速直线运动的研究
自由落体运动和竖直上
抛运动 多过程问题
第3课时
1.掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点,知道竖直上抛运动的对称性和多解性。
2.能灵活处理多过程问题。
目标要求
3
考点一 自由落体运动
考点二 竖直上抛运动
内容索引
课时精练
考点三 多过程问题
4
自由落体运动
考点一
1.条件:物体只受 ,从 开始下落。
2.运动性质:初速度为 、加速度为 的匀加速直线运动。
3.基本规律:
(1)速度与时间的关系式: 。
(2)位移与时间的关系式: 。
(3)速度位移关系式: 。
4.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故初速度为零的匀加速直线运动的规律、比例关系及推论等规律都适用。
重力
静止
零
g
v=gt
h=gt2
v2=2gh
(2024·广西卷·3)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落,P1在下落的第1 s末速度大小为v1,再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2,使P2从原高度自由下落,P2在下落的第1 s末速度大小为v2,g取10 m/s2,则
A.v1=5 m/s B.v1=10 m/s
C.v2=15 m/s D.v2=30 m/s
√
重物自由下落做自由落体运动,与质量无关,则下落1 s后速度为v1=v2=gt=10×1 m/s=10 m/s,故选B。
(2025·江苏无锡市检测)对于自由落体运动(g取10 m/s2),下列说法正确的是
A.在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比是1∶3∶5
B.在相邻两个1 s内的位移之差都是10 m
C.在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比是1∶2∶3
D.在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶3∶5
√
在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比是1∶4∶9,故A错误;
在相邻两个1 s内的位移之差都是Δx=gT2=10 m,故B正确;
在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移大小之比为1∶3∶5,所以平均速度大小之比为1∶3∶5,故C错误;
在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶2∶3,故D错误。
某校物理兴趣小组,为了了解高空坠物的危害,将一个鸡蛋(可视为质点)从离地面20 m高的高楼面A点由静止释放,下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,忽略空气阻力的作用,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)鸡蛋落地时的速度大小和落地前最后1 s内的位移大小;
答案 20 m/s 15 m
根据速度与位移关系v2=2gh,解得鸡蛋落地时速度大小为v=20 m/s,设鸡蛋自由下落时间为t,根据速度与时间关系得t==2 s
鸡蛋在第1 s内的位移为h1=g=5 m
则鸡蛋落地前最后1 s内的位移大小为
h2=h-h1=15 m
(2)A点离窗的上边框的高度。
答案 4.05 m
由题意知,窗口的高度为h3=2 m
设A点离窗的上边框的高度为h0,鸡蛋从A点运动到窗的上边框的时间为t0,
则h0=g,
h0+h3=g(t0+Δt)2
联立解得h0=4.05 m。
拓展 若隔ΔT时间先后释放两个鸡蛋,试分析在鸡蛋落地前两鸡蛋之间的距离如何变化?
答案 均匀增大
未落地前,设第二个鸡蛋运动了时间T,则第一个鸡蛋运动了T+ΔT
第一个鸡蛋下落高度H1=g(T+ΔT)2,第二个鸡蛋下落高度为H2=gT2,二者之间的距离ΔH=H1-H2=gΔT2+gΔT·T,ΔH与T为一次函数关系,故在鸡蛋落地前两鸡蛋之间的距离均匀增大。
物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动,从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动。
易错提醒
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考点二
竖直上抛运动
1.运动特点:初速度方向竖直向上,加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做 运动。
2.运动性质:全过程是 直线运动。
3.基本规律
(1)速度与时间的关系式: 。
(2)位移与时间的关系式: 。
自由落体
匀变速
v=v0-gt
x=v0t-gt2
4.竖直上抛运动的对称性(如图所示)
(1)时间对称:物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA ,同理tAB=tBA。
(2)速度对称:物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小 。
相等
相等
物体做竖直上抛运动,取竖直向上为正方向,在上述速度与时间的关系式中,把时间t代入后,若速度v为负值,负号表示什么意义?在上述位移与时间的关系式中,把时间t代入后,若位移为负值,又表示什么意义?
讨论交流
答案 速度为负值,表示物体运动方向向下;位移为负值,表示物体已经运动到抛出点下方。
为测试一物体的耐摔性,在离地25 m高处,将其以20 m/s的速度竖直向上抛出,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,求物体:
(1)经过多长时间到达最高点?
答案 2 s
以竖直向上为正方向。
运动到最高点时速度为0,
由v=v0-gt1得t1=-==2 s
(2)抛出后离地的最大高度是多少?
答案 45 m
由=2ghmax得hmax==20 m,
所以Hmax=hmax+h0=45 m
(3)经过多长时间回到抛出点?
答案 4 s
方法一 分段,由(1)(2)知上升时间t1=2 s,
hmax=20 m,下落时,hmax=g,
解得t2=2 s,故t=t1+t2=4 s
方法二 由对称性知返回抛出点时速度为20 m/s,
方向向下,则由v1=v0-gt,得t=-=4 s
方法三 由h=v0t-gt2,令h=0,
解得t3=0(舍去),t4=4 s
(4)经过多长时间落到地面?
答案 5 s
方法一 分段法
由Hmax=g,解得t5=3 s,故t总=t1+t5=5 s
方法二 全程法
由-h0=v0t'-gt'2
解得t6=-1 s(舍去),t7=5 s
(5)经过多长时间离抛出点15 m?
答案 1 s 3 s (2+) s
当物体在抛出点上方时,h=15 m,
由h=v0t-gt2,解得t8=1 s,t9=3 s,
当物体在抛出点下方时,h=-15 m,
由h=v0t-gt2,
得t10=(2+) s,t11=(2-) s(舍去)。
1.竖直上抛运动的研究方法:
分段法 上升阶段:a=g的匀减速直线运动
下降阶段:自由落体运动
全程法 初速度v0向上,加速度g向下的匀变速直线运动,v=v0-gt,
h=v0t-gt2,v2-=-2gh(以竖直向上为正方向)
若v>0,物体上升,若v<0,物体下落
若h>0,物体在抛出点上方,若h<0,物体在抛出点下方
对于末位置在抛出点下方的情况,全程法更简单
2.竖直上抛运动的多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成多解,在解决问题时要注意这个特性。
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考点三
多过程问题
在游乐场中有一种大型游戏项目“垂直极限”,如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿竖直轨道(可视为光滑轨道)提升到离地面一定高度处,然后由静止释放,可以认为座椅沿轨道做自由落体运动,下落2 s后座椅受到压缩空气提供的恒定阻力作用而立即做匀减速运动,再经历4 s座椅速度恰好减为零,关于座椅的运动情况,下列说法正确的是
A.自由落体阶段和匀减速阶段的平均速度大小之比∶=
1∶1
B.自由落体阶段和匀减速阶段的平均速度大小之比为∶
=2∶1
C.自由落体阶段和匀减速阶段的位移大小之比x1∶x2=2∶1
D.自由落体阶段和匀减速阶段的加速度大小之比a1∶a2=1∶2
√
设全过程最大速度为vm,根据匀变速直线运动推论:=可知自由落体阶段和匀减速阶段的平均速度===,故A正确,B错误;
根据x=t可知==,故C错误;
根据a=可知==,故D错误。
匀变速直线运动多过程中的0-v-0模型
1.题型特征:物体的初速度为0,先匀加速到v,再匀减速到末速度为0。
2.分段结论:==,t1、t2、x1、x2、a1、a2分别是前段和后段的时间、位移大小和加速度大小。
3.全程结论:加速阶段、减速阶段和全程的平均速度相同,最大速度vm=2=。
(来自教材改编)(2025·江苏宿迁市调研)某高速公路收费站出入口安装了电子不停车收费系统(ETC)。甲、乙两辆汽车分别通过人工收费通道和ETC通道驶离高速公路,流程如图。假设减速带离收费岛口距离x=60 m,收费岛总长度d=40 m,两辆汽车同时以相同的速度v1=72 km/h经过减速带后,一起以相同的加速度做匀减速直线运动。甲车刚好到收费岛中心线收费窗口停下,经过t0=20 s的时间缴费成功,同时人工栏杆打开放行;乙车减速至v0=18 km/h后,匀速行驶到中心线即可完成缴费,
自动栏杆打开放行。已知两车在栏杆打开放行时立即做匀加速直线运动,且加速和减速过程中的加速度大小相等。求:
(1)甲车从开始减速到离开收费岛共用多长时间;
答案 32 s
由题意知v1=72 km/h=20 m/s,
v0=18 km/h=5 m/s
两车匀减速运动的加速度大小为
a== m/s2=2.5 m/s2
甲车匀减速运动时间t1==8 s
设甲车加速离开收费岛时间为t2,则=a
解得t2=4 s
甲车从开始减速到离开收费岛共用时间为
t甲=t1+t0+t2=8 s+20 s+4 s=32 s
(2)乙车比甲车早离开收费岛多长时间。
答案 (27-2) s
设乙车减速到v0所用时间为
t3== s=6 s
从开始减速到乙车减速到v0,乙车的位移
x1=t3=×6 m=75 m
乙车从匀速运动到栏杆打开所用时间
t4== s=1 s
设乙车从栏杆打开到离开收费岛所用时间为t5,由运动学公式可
得=v0t5+a
解得t5=(2-2) s(负值舍去)
则乙车从开始减速到离开收费岛所用时间为
t乙=t3+t4+t5=(5+2) s
乙车比甲车早离开收费岛的时间
Δt=t甲-t乙=32 s-(5+2) s=(27-2) s。
匀变速直线运动多过程的解题策略
1.一般的解题步骤
(1)准确选取研究对象,根据题意画出物体在各阶段运动的示意图,直观呈现物体运动的全过程。
(2)明确物体在各阶段的运动性质,找出题目给定的已知量、待求未知量,设出中间量。
(3)合理选择运动学公式,列出物体在各阶段的运动方程及物体各阶段间的关联方程。
2.解题关键
多运动过程的连接点的速度是联系两个运动过程的纽带,因此,对连接点速度的求解往往是解题的关键。
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课时精练
精练高频考点
提升关键能力
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 D A D C B A (1)11.25 m (2)2 s
题号 8 9 10 11 12
答案 D A C (1)8 m/s (2)62 s D
答案
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1.一位同学观察到房子对面有一棵大树,大树上的树叶从约10米高的树枝上落下,她记录下了树叶下落的时间,重力加速度g取10 m/s2,你觉得时间可能为
A.1.0 s B.1.2 s
C. s D.3 s
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基础落实练
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答案
假设树叶不受阻力,根据自由落体运动位移—时间公式h=gt2,
代入数据解得t== s= s,而树叶下落过程中受到的阻力不可
忽略,下落时间一定大于 s,故D正确,A、B、C错误。
2.(2026·江苏东台市检测)如图所示,甲突然释放刻度尺,乙迅速夹住,由此判断乙的反应时间。现在尺上贴上间隔0.02 s的刻度制成反应时间尺。下列说法正确的是
A.反应时间尺的刻度A处较疏
B.反应时间尺的刻度B处较疏
C.反应时间尺的“0”刻度位于A处
D.反应时间尺的刻度疏密均匀
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答案
反应时间为零指的是甲一释放刻度尺,乙就夹住,刻度尺并未下落,故反应时间尺的“0”刻度位于B处,故C错误;
做匀加速直线运动的物体,相同时间内的位移逐渐增大,即随着刻度尺的下落,每隔0.02 s的位移逐渐增大,可知反应时间尺的刻度疏密不均匀,反应时间尺的刻度B处较密,A处较疏,故B、D错误,A正确。
3.(2025·江苏扬州市检测改编)女子双人10米跳台跳水运动员训练时,从10 m跳台双脚朝下由静止自由落下,教练利用手机连续拍摄了多张照片。选取其中两张照片,根据比例运算可知,运动员双脚离水面的实际高度分别约为8.2 m和5.0 m。由此估算手机拍摄这两张照片的时间间隔为
A.2×10-2 s B.2×10-1 s
C.4×10-2 s D.4×10-1 s
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答案
运动员做自由落体运动,设下落到双脚距水面为8.2 m时所需时间为t1,则有10 m-8.2 m=g,设下落到双脚距水面为5.0 m时,下落的时间为t1+t2,则有10 m-5.0 m=g(t1+t2)2,联立解得t2=4×10-1 s,故选D。
4.(2025·江苏苏州市调研)以8 m/s的初速度从地面竖直上抛一石子,该石子两次经过小树顶端的时间间隔为0.8 s,g取10 m/s2,不计空气阻力,则小树高约为
A.0.8 m B.1.6 m
C.2.4 m D.3.2 m
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答案
石子竖直上升的最大高度为H==3.2 m,由题意可知,石子从最高点运动到小树顶端的时间为t1==0.4 s,则最高点到小树顶端的距离为h1=g=0.8 m,则小树高约为h=H-h1=2.4 m,故选C。
5.(2025·江苏扬州市检测)雨后,屋檐还在不断滴着水滴。如图所示,小红同学认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落,每隔相等时间滴下一颗水滴,水滴在空中的运动情况都相同,某时刻起,第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时,第4颗水滴恰欲滴下。她测得,屋檐到窗台下边沿的距离为H=3.2 m,窗户的高度为h=1.4 m。不计空气阻力的影响。则下列结论错误的是(重力加速度g取10 m/s2)
A.水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小为8 m/s
B.每隔0.2 s滴下一水滴
C.水滴经过窗户的时间为0.2 s
D.水滴经过窗户的平均速度为7 m/s
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答案
设相邻两颗水滴滴下的时间间隔为Δt,根据自由落体运动规律有H=g(3Δt)2,代入数据解得Δt= s≈0.27 s,水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小v=g·3Δt=8 m/s,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
水滴经过窗户上边沿的时间t1==0.6 s,水滴经过窗户下边沿的时间t2==0.8 s,则水滴经过窗户的时间t=t2-t1=0.2 s,故C正确,不符合题意;
水滴经过窗户的平均速度为==7 m/s,故D正确,不符合题意。
6.(2024·江苏南京市一模)如图所示,物体从斜面上的A点由静止开始下滑,经B点进入水平面(经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.1 s测量物体的瞬时速度,表中给出了部分测量数据。则物体通过B点时的速度为
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答案
t(s) 0.0 0.1 0.2 …… 0.9 1.0 ……
v(m·s-1) 0.0 0.5 1.0 …… 1.5 1.4 ……
A.2.0 m/s B.1.8 m/s
C.1.7 m/s D.1.5 m/s
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物体匀加速阶段的加速度大小为a1= m/s2=5 m/s2,在0.9 s时的速度为1.5 m/s,说明已经进入匀减速阶段,加速度大小为a2= m/s2=
1 m/s2,设匀加速时间为t,则1.4=a1t-a2(1.0-t),可得t=0.4 s,则物体通过B点时的速度为v=a1t=2.0 m/s,故选A。
7.(2026·江苏盐城市七校联盟检测)在巴黎奥运会上,我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示,跳水运动员(视为质点)从距水面h=10 m高处以大小v=5 m/s的速度竖直向上跃起,一段时间后落入水中。水池中的水足够深,忽略空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2。
(1)求运动员距水面的最大高度H;
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答案 11.25 m
结合题意可知,运动员距水面的最大高度H=h+=11.25 m。
(2)求运动员从起跳到落到水面的运动时间。
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答案 2 s
规定向上为正方向,
根据运动学公式有-h=vt-gt2,
代入题中数据,解得运动员从起跳到落到水面的运动时间t=2 s。
8.(2026·江苏扬州市检测)如图所示,一小船以3.0 m/s的速度匀速前行,站在船上的人竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为0.45 m。假定抛接小球时手的高度不变,不计空气阻力,g取10 m/s2,当小球再次落入手中时,小船前进的距离为
A.0.9 m B.1.35 m
C.1.5 m D.1.8 m
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能力综合练
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由竖直上抛运动知识可知,小球到达最高点的时间为t==0.3 s,根据对称性可知,当小球再次落入手中时,所需要的时间为t'=2t=0.6 s,故小船前进的距离为x=vt'=3.0×0.6 m=1.8 m,故选D。
9.(2025·安徽卷·4)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为8x,则
A.x=at2 B.x=at2
C.x=at2 D.x=at2
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设匀加速直线运动时间为t',匀速运动的速度为v,有x=t',根据对称性,可知匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,则匀速直线运动阶段有8x-x-x=vt,联立解得t'=,根据x=at'2,解得x=at2,A正确,B、C、D错误。
10.小明在一匀速上升的电梯内,观察到电梯顶部有一螺丝因松动而掉落。已知电梯顶部离电梯地板的高度为3.2 m,电梯匀速上升的速度大小为2 m/s,忽略空气阻力的影响,重力加速度g取10 m/s2,则螺丝从电梯顶部掉落到地板上的时间为
A.0.4 s B.0.6 s C.0.8 s D.1.6 s
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方法一 以地面为参考系,匀速运动的电梯上脱落的螺丝做竖直上抛运动,电梯一直做匀速运动,电梯和螺丝的位移差等于电梯顶部离
电梯地板的高度,则vt-(vt-gt2)=h,即h=gt2,解得t==0.8 s,故选C。
方法二 以电梯为参考系,电梯匀速上升,螺丝相对电梯做自由落体运
动,则由h=gt2得t==0.8 s。
11.沈阳地铁一号线从S站到T站是一段直线线路,全程1.6 km,列车运行最大速度为72 km/h。为了便于分析,我们用图乙来描述这个模型,列车在S站从静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后立即做匀速直线运动,进站前从最大速度开始做匀减速直线运动,直至到T站停车,且加速的加速度大小为减速加速度大小的0.8倍。现匀加速运动过程中连续经过A、B、C三点,S→A用时2 s,B→C用时4 s,且SA长2 m,BC长24 m。求:
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答案
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(1)列车在C点的速度大小;
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答案
答案 8 m/s
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答案
由x=at2可知a1=1 m/s2
根据=可知BC段平均速度
===6 m/s
由v=v0+at得vC=+a1·
解得vC=8 m/s
63
(2)列车匀速行驶的时间。
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答案
答案 62 s
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答案
由Δv=a·Δt得
匀加速阶段所用时间t1==20 s
匀减速阶段所用时间t2==16 s
匀加速阶段通过的位移x1=t1=200 m
匀减速阶段通过的位移x2=t2=160 m
匀速运动时间t3==62 s。
65
12.(2025·江苏南京市检测)如图,一列玩具火车一共有6节车厢,每节车厢长度15 cm,车头与第一节车厢连接处的正上方高度h=5 cm处有一个滴管,每隔时间t=0.1 s落下一滴墨水,火车从静止开始做匀加速直线运动,同时,第一滴墨水开始离开滴管,做自由落体运动,墨水滴视为质点,g取10 m/s2,第一滴墨水滴在第一节车厢顶部,落点距离车厢前端1 cm,整列火车全部经过滴管后,下列计算正确的是
A.火车的加速度大小为4 m/s2
B.第一节车厢顶部留下两滴墨水
C.第七滴墨水落在第三节车厢顶部
D.每节车厢都至少留下一滴墨水
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答案
尖子生选练
√
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答案
由题意可知,玩具火车从静止开始做匀加速直线运动,同时,第
一滴墨水开始离开滴管,做自由落体运动,则有t== s=0.1 s,可知在t=0.1 s时间内火车运动位移为1 cm,由位移时间公式x=at2可得火车的加速度大小为a== m/s2=2 m/s2,A错误;
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答案
设每节车厢长度为L,则第一节车厢经过滴管所用时间为t1==
s= s,则有0.3 s<t1<0.4 s,因此第一节车厢顶部留下三滴墨
水,B错误;
第七滴墨水落在车厢顶部时,火车的位移为x7=a=×2×0.72 m=0.49 m=
49 cm,可知3L=45 cm<x7=49 cm,可知第七滴墨水落在第四节车厢顶部,C错误;
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答案
由B选项分析可知,第三滴墨水落在第一节车厢顶部,则第四滴
墨水落在车厢顶部时,火车的位移x4=a=×2×0.42 m=0.16 m=16 cm,则第五滴墨水落在车厢顶部时,火车的位移x5=a=×2×0.52 m=0.25 m
=25 cm,则第六滴墨水落在车厢顶部时,火车的位移x6=a=×2×
0.62 m=0.36 m=36 cm,则第七滴墨水落在车厢顶部时,火车的位移x7=
a=×2×0.72 m=0.49 m=49 cm,则第八滴墨水落在车厢顶部时,
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答案
火车的位移x8=a=×2×0.82 m=0.64 m=64 cm,则第九滴墨水落在车厢顶部时,火车的位移x9=a=×2×0.92 m=0.81 m=81 cm,由
以上分析可知,第四、五滴墨水落在第二节车厢顶部,第六滴墨水落在第三节车厢顶部,第七滴墨水落在第四节车厢顶部,第八滴墨水落在第五节车厢顶部,第九滴墨水落在第六节车厢顶部,则每节车厢都至少留下一滴墨水,D正确。
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