《备战2020年高考物理 3年高考2年模拟1年原创 专题1.4 自由落体运动和竖直上抛运动（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2020年高考物理 3年高考2年模拟1年原创 专题1.4 自由落体运动和竖直上抛运动（含解析）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题1.4. 自由落体运动和竖直上抛运动【考纲解读与考频分析】自由落体运动和竖直上抛运动是常见的匀变速直线运动，高考考查频率较高、【高频考点定位】自由落体运动 竖直上抛运动考点一：自由落体运动【3年真题链接】1.（2018海南物理）一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为（ ）A. 10m B. 30m C. 50m D. 70m【参考答案】C【解题思路】石块自由下落，由自由落体运动公式，h=gt2=45m，所以此时他离地面的高度约为50m，选项C正确。2.（2017.4.浙江选考题）拿一个长约1.5m的
2、玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻 璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况。然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况。下列说法正确的是A玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快B玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动C玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落样快D玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快【参考答案】.C【名师解析】玻璃筒充满空气时，金属片下落比小羽毛快，选项AB错误；玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落样快，选项C正确D错误。【2年模拟再现】1.(2019洛阳名校联考)如图所示为运动传感器探测到小球由静止释放后撞击地面
3、弹跳的图象，小球质量为，重力加速度，根据图象可知A. 横坐标每一小格表示的时间是B. 小球第一次反弹的最大高度为C. 小球下落的初始位置离地面的高度为D. 小球第一次撞击地面时地面给小球的平均作用力为55N【参考答案】.AB【名师解析】小球下落时做自由落体运动，加速度为g，则对下落过程可知，落地时速度为，故用时，图中对应6个小格，故每一小格表示，故A正确；第一次反弹后加速度也为g，为竖直上抛运动，由图可知，最大高度为：，故B正确；小球下落的初始位置离地面的高度为：，故C错误；设向下为正方向，由图可知，碰撞时间约为；根据动量定理可知：；代入数据解得：；故D错误明确图象的性质，知道小球在下落时做自
4、由落体运动，由图象确定落地时的速度，从而确定落地所需要的时间；再由位称公式确定下落和反弹的速度；由动量定理求解平均作用力本题考查图象以及动能定理的应用，正确掌握图象的性质是解题的关键，同时注意在应用动量定理时要注意先明确正方向，注意各物理量的矢量性考点二：竖直上抛运动【3年真题链接】1（2019全国理综I卷18）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足A12 B23 C34 D45【参考答案】C 【命题意图】 本题考查匀变速直线运动规律。【解题思路】采用逆向思维法，把运动员的竖直向上运动视为竖
5、直向下初速度为零的加速运动，H/4=at22， 设竖直向下运动3H/4 高度所用时间为t3，竖直向下运动H高度 所用时间为t4，则有：3H/4=at32，H=at42，t1= t4- t3，联立解得：=2+，选项C正确。【关键一步】采用逆向思维法，运动员的竖直向上运动视为竖直向下初速度为零的加速运动，应用初速度为零的匀变速直线运动公式解答，简明快捷。2. （2019年4月浙江选考）小明以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一个质量m=0.1kg的小皮球，最后在抛出点接住。假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的0.1倍。求小皮球（1）上升的最大高度；（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功
6、（3）上升和下降的时间。【答案】（1）；（2）0；（3），【解析】【详解】（1）上升过程：mg+Ff=ma1解得a1=11m/s2上升的高度： （2）重力做功：WG=0空气阻力做功： （3）上升的时间：下降过程：mg-Ff=ma2解得a2=9m/s2 解得预测考点一：自由落体运动【2年模拟再现】1（2019浙江模拟）将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动，4 s末落到井底该小球开始下落后第2 s内和第4 s内的平均速度之比是()A13 B24 C37 D14【参考答案】C【名师解析】根据公式vgt可得，第1 s末小球的速度为：v1g，第2 s末小球的速度为v22g，所以第2 s内的
7、平均速度为g，第3 s末小球的速度为v33g，第4 s末小球的速度为v44g，所以第4 s内的平均速度g，故37.2（2018浙江金丽衢12校联考）伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合。如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ）A该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动的设计思想是为了位移比较容易测量B其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论C运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显D在该实验中，如果用质量更大的小球做实验，可使实验现象更明显【参考答案】.B。【名师解析】该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动的
8、设计思想是为了“放大”时间，便于测量，选项A错误；其中的甲、乙、丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，选项B正确；运用甲图的实验，可“减弱”重力的作用，放大时间，运用丁图，只受重力，不是“放大”重力的作用，选项C错误；在该实验中，实验现象与小球质量无关，选项D错误。 3.(2018陕西汉中一模)汉中天坑群是全球最大的天坑群地质遗迹，如图是镇巴三元圈子崖天坑，最大深度320m，在某次勘察中，探险队员利用探险绳从坑沿到坑底仅用89s(可认为是竖直的)，若队员先以加速度a从静止开始做匀加速直线运动，经过40s速度变为5m/s，然后以此速度做匀速直线运动，最后匀减速到达坑底速度恰好减为零。求
9、：(1)匀加速阶段的加速度大小a及匀加速下降的高度h；(2)队员匀速运动的时间。【参考答案】(1)0.125m/s2100m(2)39s【名师解析】(1)加速度am/s20.125m/s2匀加速下降的高度hat2100m(2)设匀速运动的时间为t1，匀速下降的高度为h2，由题意有h2vmt1匀减速运动过程有02v2a2(320mhh2)，0vma2(t总tt1)联立解得a20.5m/s2，t139s【1年仿真原创】1. 伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下
10、列说法正确的是A. 图（a）中先在倾角较小的斜面上进行实验，其目的是使时间测量更容易B. 图（a）通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动C. 图（b）中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D. 图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持【参考答案】AD【名师解析】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小
11、球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。故A正确，B错误；实际中没有摩擦力的斜面并不存在，故该实验无法实际完成，故C错误；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D正确。本题考查了伽利略对自由落体运动和力与运动关系的研究，了解其研究过程中的物理思想与物理的方法。2.如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为：2：1，若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则（ ）A. 三者到达桌面时的速度之比是：1B.
12、三者运动时间之比为3：2：1C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差D. b与a开始下落的时间差大于c与b开始下落的时间差【参考答案】AC【名师解析】设，则由，得：得到达桌面时的速度之比：1，故A正确；由得三者运动时间之比：1，故B错误；b与a开始下落时间差为：与b开始下落时间差为：，故，故C正确，D错误；三个小球均做自由落体运动，则由自由落体的运动规律得出通式，则可求得各项比值自由落体运动由于是初速度为零的匀加速直线运动，在公式应用中有一定的便利，故一般会在过程上有些复杂，解题时要注意过程的分析预测考点二： 竖直上抛运动【2年模拟再现】1（2019郑州三模）背越式跳高采用弧线助
13、跑，距离长，速度快，动作舒展大方。如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为 （ ）A2 ms B5 ms C8 ms D11ms【参考答案】B【名师解析】运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心升高高度约为：h=1.3m，根据v2=2gh；解得：v=m5m，故B正确，ACD错误。2.（2019浙江模拟）建筑工人常常徒手抛砖块，当砖块上升到最高点时被楼上的师傅接住用以砌墙如图5所示，若某次以10 m/s的速度从地面竖直向上抛出一个砖块，g取10 m/s2，空气阻力可以忽略，则()A砖块上升的最大高度为10 m
14、 B砖块上升的时间为1 s C抛出后经0.5 s上升的高度为最大高度的一半 D抛出后上升过程砖块做变减速直线运动【参考答案】B【名师解析】由h得，砖块上升的最大高度h5 m，选项A错误；砖块上升的时间t1 s，选项B正确；抛出后经0.5 s上升的高度hv0tgt2100.5 m100.52 m3.75 m，选项C错误；抛出后砖块加速度不变，故上升过程砖块做匀减速直线运动，选项D错误3(2019荆州中学高三年级第二次考试)一小球竖直向上抛出，先后经过抛出点的上方h5m处的时间间隔t2s，不计阻力。则下列说法正确的是()A小球的初速度v0为5m/s B小球的初速度v0为10m/sC小球从抛出到返回原处所经历的时间是s D小球从抛出到返回原处所经历的时间是2s【参考答案】BD【名师解析】设抛出点的上方h5m处为A点。如图所示。小球先后经过A点的时间间隔为：t2s，根据对称性知小球从最高点下降到A点的时间为：t11s；小球在A点处的速度大小为：vAgt110m/s；在OA段根据公式有：vv2gs得：v010m/s；故A错误，B正确；小球从抛出到返回原处所经历的时间是ts2s，故C错误，D正确。4(2018山东省实验中学二诊)在某一高度以v020m/s
