2010届高考物理自由落体和竖直上抛运动

2010高考物理精品讲练系列学案：自由落体和竖直上抛运动
要点一自由落体运动
1.水滴从屋顶自由下落,经过高为1.8 m的窗户,用时0.2 s.求屋顶到窗户上沿的高度?
答案 3.2 m
要点二竖直上抛运动
2.气球以5 m/s的速度匀速上升,在高100 m处,物体A从气球上落下,求物体A经过多长时间落地?(下落过程不
计小球重力)答案 5 s
题型1 竖直上抛运动的多解问题
【例1】某人站在高楼的平台边缘处,以v0=20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子.求抛出后,石子经过距抛出点15 m处所需的时间.(不计空气阻力,g取10 m/s2)
答案有三个:1 s、3 s、(2+7)s
题型2 自由落体与竖直上抛物体的相遇问题
【例2】在距地20 m高处有一物体A自由下落,同时在物体A正下方的地面上有另一物体B以速度v0竖直上抛,要让A、B在B下降时相遇,则v0应满足怎样的条件?
答案 10 m/s≤v0<102m/s
题型3 运动建模
【例3】一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是多少?(计算时可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点,g取10 m/s2)
答案 1.75 s
1.某同学身高1.8 m，在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆.据此可估算
出他起跳时竖直向上的速度大约为(g=10 m/s2)
( )
A.2 m/s
B.4 m/s
C.6 m/s
D.8 m/s
答案 B
2.用滴水法可以测定重力加速度的值,方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板A ,使
水一滴一滴持续地滴落到挡板上,如图所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前
一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离
挡板的高度s ,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,
以后每听到一声水滴声,依次数“2,3,… ”,一直数到“n ”时,按下秒表按钮停止计时,读出秒表的示数为t .写
出用上述测量方法计算重力加速度g 的表达式:g = .
答案 2
2t s 21)-(n 3.请你根据图漫画“洞有多深”提供的情境,回答下列问题:
(1)他们依据什么规律估算洞的深度?
(2)写出他们估算洞的深度的方法.(写出主要方程式、计算过程)
(3)请你对该方法进行评估,写出该方法的优点和不足之处.
答案 (1)采用的是自由落体运动规律,通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞深.
(2)∵s =22
1gt ，g ≈10 m/s 2,t =2 s ∴s =20 m
(3)该方法的优点:
①所使用的仪器设备简单;②测量方法方便;③运算简便
该方法的不足:
①测量方法粗略,误差较大;②石块下落有空气阻力,会造成一定的误差;③未考虑声音传播需要的时间.
4.有一种“傻瓜”相机的曝光时间(快门打开到关闭的时间)是固定不变的.
为了估测
该相机的曝光时间,有位同学提出了下述实验方案:他从墙面上A 点的正上方与
A 相距H =1.5 m 处,使一个小石子自由落下,在小石子下落通过A 点时,立即按动快门,对小石子照相,得到如图所示的照片,由于石子的运动,它在照片上留下一条模糊的径迹CD .已知每块砖的平均厚度是 6 cm .请从上述信息和照片上选取估算相机曝光时间必要的物理量用符号表示,如H 等,试推导计算曝光时间的关系式,并估算出这个“傻瓜”相机的曝光时间.(要求保留一位有效数字)
答案 该相机在曝光时间内形成径迹CD ,从A 至C 的时间为按快门的反应时间,设释放处为O 点,则可先求从O 至C 的时间t 1.再求从O 至D 的时间t 2,所以曝光时间Δt=t 2-t 1.
H 1=AC =0.30 m ,H 2=AD =0.42 m
从O 至C 用时t 1,则H+H 1=
2
1gt 12 ① 从O 至D 用时t 2,则H+H 2=21gt 22 ② 曝光时间:Δt=t 2-t 1
③ 解①②③得
Δt =
g
H H g H H )(2)(212+-+代入数据解得:Δt =0.02 s。