2020年高考物理專(zhuān)題精準(zhǔn)突破自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋(解析版)

1、2020年高考物理專(zhuān)題精準(zhǔn)突破專(zhuān)題自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋【專(zhuān)題詮釋】1 .自由落體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律(1)從靜止開(kāi)始，即初速度為零.(2)只受重力作用的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).公式：v=gt, h=2gt2，v2=2gh.2 .自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0,加速度為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一切推論公式都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)。3 .豎直上拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與規(guī)律(1)特點(diǎn)：初速度為vo,加速度為一g的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(通常取初速度vo的方向?yàn)檎较?.一1 222(2)公式 v= vogt. x=vot2gt2 v2v2=2gx.(3)規(guī)律：升到最高點(diǎn)(即V= 0時(shí))所需的時(shí)間t=v0,上升的最大高度 Xmax

2、=1. g2g4 .豎直上拋運(yùn)動(dòng)是初速度豎直向上，加速度大小為g的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)， 可全過(guò)程應(yīng)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系公式等，但要注意v0、a、x等物理量的正負(fù)號(hào)?！靖呖家I(lǐng)】【2015年廣東卷】 距地面高5 m的水平直軌道上 A、B兩點(diǎn)相距2 m,在B點(diǎn)用細(xì)線(xiàn)懸掛一小球，離地高度 為h,如圖.小車(chē)始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)， 經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)將隨車(chē)攜帶的小球由軌道高度自由卸下， 小車(chē)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)被軋斷，最后兩球同時(shí)落地.不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g= 10 m/s2.可求得h等于()A. 1.25 m B. 2.25 mC. 3.75 mD. 4.75 m【命題立意】考察

3、自由落體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律【解析】：根據(jù)兩球同時(shí)落地可得、y2H=萼+ y2h,代入數(shù)據(jù)得h= 1.25 m ,選項(xiàng)A正確.【2016浙江理綜傳如圖所示為一種常見(jiàn)的身高體重測(cè)量?jī)x。測(cè)量?jī)x頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波,M0的測(cè)重臺(tái)置于壓力傳超聲波經(jīng)反射后返回，被測(cè)量?jī)x接收，測(cè)量?jī)x記錄發(fā)射和接收的時(shí)間間隔。質(zhì)量為感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測(cè)重臺(tái)沒(méi)有站人時(shí)，測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為to,輸出電壓為Uo,某同學(xué)站上測(cè)重臺(tái)，測(cè)量?jī)x記錄的時(shí)間間隔為t,輸出電壓為U,則該同學(xué)身高和質(zhì)量分別為()MoA - v(to-t), UUC. v(to-t), M°(U-Uo)U 01Mo

4、B.2V(to-1), uu1MoD.2V伽t)，U；(U-Uo)【解析】由于傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比，則測(cè)重臺(tái)上沒(méi)有人站立時(shí)，Uo=kMog,該同學(xué)站立在測(cè)重臺(tái)上時(shí)，U = k(Mo+M)g,兩方程相比可得：該同學(xué)的質(zhì)量M = M(U Uo);設(shè)測(cè)量?jī)x頂部距測(cè)重臺(tái)的高度為L(zhǎng),該同學(xué)的身高為 h,則1L = vto站人時(shí)有L-h = 2vt1,一 -. 一一聯(lián)立可得h = 2v(to-t),選項(xiàng)D正確，選項(xiàng) A、B、C錯(cuò)誤?！炯记煞椒ā?1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為 o的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)是初速度豎直向上，加速度大小為g的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可全過(guò)程應(yīng)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)v

5、t關(guān)系公式、xt關(guān)系公式等，但要注意 vo、a、x等物理量的正負(fù)號(hào).(3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)也可分成上升、下降階段分段處理，注意應(yīng)用兩段的對(duì)稱(chēng)性.【最新考向解碼】【例1】（2019廣東揭陽(yáng)一模改編）t=0時(shí)一物體從某一行星表面豎直向上拋出（不計(jì)空氣阻力），其位移隨時(shí)間變化的s-t圖象如圖所示，則（）A .該行星表面的重力加速度大小為8 m/s2C.該物體被拋出時(shí)的初速度大小為10 m/s【答案】ADB.該物體上升的時(shí)間為5 sD .該物體落到行星表面時(shí)的速度大小為20 m/s【解析】 由題圖可得，物體上升的最大高度為h= 25 m,上升的時(shí)間為t= 2.5 s,對(duì)于上升過(guò)程，由h=、一一一, 2h

6、2X25 vo 20 c 一 一得，初速度大小 V0= = 2 5 m/s= 20 m/s,則物體上升時(shí)的加速度大小為a=g = l" = 25 m/s =8 m/s，故A正確，B、C錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，該物體落到行星表面時(shí)的速度大小與初速度大小相等，也為20 m/s,故D正確?！纠?】（2019湖北天門(mén)市高三二模）礦井中的升降機(jī)以 5 m/s的速度豎直向上勻速運(yùn)行，某時(shí)刻一螺釘從升降機(jī)底板松脫，經(jīng)過(guò)3 s升降機(jī)底板上升至井口 ,此時(shí)松脫的螺釘剛好落到井底，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g= 10 m/s2,下列說(shuō)法正確的是（A.螺釘松脫后做自由落體運(yùn)動(dòng)B.礦井的深度為45 mC.螺釘

7、落到井底時(shí)的速度大小為25 m/sD.螺釘隨升降機(jī)從井底出發(fā)到落回井底共用時(shí)6 s【答案】 BC【解析】螺釘松脫時(shí)具有與升降機(jī)相同的向上的速度，故螺釘松脫后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，螺釘自松脫至落到井底的位移大小h1 = _v0t+1gt2,升降機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)的位移大小h2=v%故礦井的深度為 h=h+h2=45 m , B正確；螺釘落到井底時(shí)的速度大小為v= v0 + gt = 25 m/s , C正確；設(shè)螺釘松脫前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t；則h1 = V0t',解得t'= 6 s,所以螺釘運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為 t+t'= 9 s, D錯(cuò)誤。【例3】（2019西寧第

8、四中學(xué)高三一模）跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演，當(dāng)直升機(jī)懸停在離地面 224 m高時(shí)，運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)了5s后，打開(kāi)降落傘，展傘后運(yùn)動(dòng)員減速下降至地面，若運(yùn)動(dòng)員落地 速度為5 m/s,取g=10 m/s2,求運(yùn)動(dòng)員勻減速下降過(guò)程的加速度大小和時(shí)間?！敬鸢浮?2.5 m/s2 3.6 s【解析】運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移為：h = 1gt2= 2 x 10 >2 m = 125 m打開(kāi)降落傘時(shí)的速度為：Vi=gt=10X5 m/s=50 m/s勻減速下降過(guò)程有：v2- v2= 2a（H - h）將V2= 5 m/s、H =224 m代入上式，求得：a= 12.5 m/s2V1

9、V2 50 5減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t=50。； s= 3.6 soa 12.5【微專(zhuān)題精練】1.（2019陜西長(zhǎng)安一中高三質(zhì)檢）兩物體在不同高度自由下落，同時(shí)落地，第一個(gè)物體下落時(shí)間為t,第二個(gè)物體下落時(shí)間為，當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開(kāi)始下落時(shí)，兩物體相距 （）A. gt2B.8gt2C.3gt2D.4gt2【答案】：D2【解析】：第二個(gè)物體在第一個(gè)物體下落2后開(kāi)始下落，此時(shí)第一個(gè)物體下落的高度h1=2g（2）2="g8.根據(jù)h=2gt2,知第一個(gè)物體和第二個(gè)物體下落的總高度分別為；gt2、耳，兩物體未下落時(shí)相距 等，所以當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開(kāi)始下落時(shí)，兩物體相距小=等一¥=（，故D正確，A、B

10、、C錯(cuò)誤.2 .一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，它的下落高度足夠高，取 g=10 m/s2,關(guān)于這個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中 正確的是（）A .小球在第3 s內(nèi)的下落高度為 25 mB .小球在前 3 s內(nèi)的平均速度為 30 m/sC.小球在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的平均速度之比是 1 ： 3： 5D.小球在前1 s內(nèi)、前2 s內(nèi)、前3 s內(nèi)的位移之比是 1 ： 3 ： 5【答案】AC【解析】小球在第3 s內(nèi)的下落高度等于前 3 s下落的高度減去前2 s下落的高度，即：h = 2gt3 1gt2 = 25 m, A正確；3 s末的速度v=gt=30 m/s,前3 s的平均速度v = 2=1

11、5 m/s, B錯(cuò)誤；由v= gt計(jì)算可知，小球在 第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的平均速度之比是 1 ： 3 ： 5, C正確；由h = ；gt2得前1 s內(nèi)、前2 s內(nèi)、前3 s 內(nèi)的位移之比是 1 ： 4 ： 9, D錯(cuò)誤。3 .（2019福建六校聯(lián)考）假設(shè)一位同學(xué)在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：讓一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體從一定的高度自由下落，測(cè)得在第5 s內(nèi)的位移是18 m（未落地），則（）A.物體在2 s末的速度大小是 20 m/sB.物體在第5 s內(nèi)的平均速度大小是 3.6 m/sC.物體在前 2 s內(nèi)的位移大小是 20 mD.物體在5 s內(nèi)的位移大小是 50 m【答案】D.1

12、c 1C【解析】：設(shè)該星球表面的重力加速度為g,由自由下洛在第 5 s內(nèi)的位移是18 m ,可得ggX （5 s）-2g X （4 &=18 m ,得g = 4 m/s2.所以物體在2 s末的速度大小為 8 m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體在第5 s內(nèi)的平均速度大小 1為18 m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體在刖2 s內(nèi)的位移大小是2g X （2步8 m,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體在5 s內(nèi)的位移大,一 1小是2gx （5步50 m,選項(xiàng)D正確4 .（多選）將某物體以30 m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2.5 s內(nèi)物體的（）A.路程為65 mB.位移大小為 25 m ,方向豎直向上C.速

13、度改變量的大小為 10 m/sD .平均速度大小為 13 m/s,方向豎直向上【答案】：AB【解析】：物體的初速度V0= 30 m/s, g= 10 m/s2,其上升時(shí)間力=彳=3 s,上升高度h1 = 2g = 45 m；下降時(shí) 間t2 = 5 s11 = 2 s,下降高度 h2= 2gt2= 20 m .末速度 v= gt2= 20 m/s,方向豎直向下.故 5 s內(nèi)的路程s= h1+h2=65 m；位移x= h1一 h2=25 m,方向豎直向上；速度改變量 Av=v （ V0） = 50 m/s,表示方向豎直 向下；平均速度 v= X = 5 m/s,方向豎直向上.綜上可知，選項(xiàng) A、B

14、正確.5 .東東同學(xué)看到遠(yuǎn)處燃放的煙花，每顆煙花從地面豎直發(fā)射到最高點(diǎn)時(shí)瞬間爆炸.最高點(diǎn)與五樓頂部平齊， 且前一顆煙花爆炸時(shí)后一顆煙花恰好從地面發(fā)射，他看到煙花爆炸閃光同時(shí)還聽(tīng)到了爆炸的聲音，而在最后一顆煙花爆炸閃光之后還能聽(tīng)到一次爆炸的聲音.請(qǐng)你根據(jù)這些現(xiàn)象估算他離煙花燃放點(diǎn)的距離約為（空氣中聲音的傳播速度為340 m/s,重力加速度為10 m/s2）（）A. 34 mB. 58 mC. 340 mD. 580 m【答案】D.【解析】：每顆煙花從地面豎直發(fā)射到最高點(diǎn)時(shí)瞬間爆炸，均可視為豎直上拋運(yùn)動(dòng).地面到五樓頂部的高度約為h=15 m,則煙花上升到最高點(diǎn)的時(shí)間1=、 = 寸奢$=乖s.由題意

15、知，離煙花燃放點(diǎn)的距離約為x= vt= 34003 m,約為580 m,選項(xiàng) D正確.6 .小球每隔0.2 s從同一高度拋出，做初速為6 m/s的豎直上拋運(yùn)動(dòng)， 設(shè)它們?cè)诳罩胁幌嗯?第一個(gè)小球在拋出點(diǎn)以上能遇到的小球數(shù)為 (取g= 10 m/s2)()A.三個(gè)B.四個(gè)C.五個(gè)D.六個(gè)【答案】C【解析】小球在拋點(diǎn)上方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間1=半=符$=1.2 s.因每隔0.2 s在拋點(diǎn)拋出一個(gè)小球，因此第一個(gè)g小球在1.2 s的時(shí)間內(nèi)能遇上n= -vs- 1 = 5個(gè)小球，故只有選項(xiàng) C正確.0.2 s7.一個(gè)從地面豎直上拋的物體，它.兩次經(jīng)過(guò)一個(gè)較低的點(diǎn)a的時(shí)間間隔是 Ta,兩次經(jīng)過(guò)一個(gè)較高點(diǎn)b的時(shí)間間隔

16、是Tb,則a、b之間的距離為()1cc1c CA. 8g(Ta2Tb2)B. 4g(Ta2Tb2)入 1221C. 2g(Ta2-Tb2)D. 2g(Ta-Tb)【解析】根據(jù)時(shí)間的對(duì)稱(chēng)性，物體從 a點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間為高點(diǎn)的距離ha=1g(Tr)2=gT-, b點(diǎn)到最高點(diǎn)的距離 2 28-Tb2),故選 A.8.一物體自空中的 A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出,置和速度方向的說(shuō)法可能正確的是(不計(jì)空氣阻力，A .在A點(diǎn)上方15 m處，速度方向豎直向上C.在A點(diǎn)上方75 m處，速度方向豎直向上Ta,從b點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間為 T所以a點(diǎn)到最hb= Qg(Tb)2 = gTb_，故 a、b 之間的距離為

17、hahb = 1g(Ta22 2883 s后物體的速率變?yōu)?10 m/s,則關(guān)于物體此時(shí)的位g 取 10 m/s2)()B .在A點(diǎn)下方15 m處，速度方向豎直向下D.在A點(diǎn)上方75 m處，速度方向豎直向下【答案】：C【解析】：若此時(shí)物體的速度方向豎直向上，由豎直上拋運(yùn)動(dòng)公式v= V0-gt,物體的初速度為 V0 = v+ gt=40 m/s,物體的位移為h1 = (V0+v)= 75 m,物體在A點(diǎn)的上方，C正確，D錯(cuò)誤；若此時(shí)速度的方向豎直 向下，物體的初速度V0，= -v+gt=20 m/s,物體的位移為h2=(v。'一 v)；=15 m,物體仍然在 A點(diǎn)的上方，A、B錯(cuò)誤.9

18、.一定質(zhì)量的小球自t=0時(shí)刻從水平地面上方某處自由下落，小球與地面碰后反向彈回，不計(jì)空氣阻力,也不計(jì)小球與地面碰撞的時(shí)間，小球距地面的高度 h與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系如圖所示， 取g=10 m/s 【解析】依據(jù)x= vt 1gt2作出xt圖象，如圖所本,.則下列說(shuō)法正確的是（）23 4 5 ihA .小球第一次與地面碰撞前的最大速度為15 m/s B .小球第一次與地面碰撞后的最大速度為12 m/sC.小球在45 s內(nèi)走過(guò)的路程為 2.5 mD.小球?qū)⒃趖= 6 s時(shí)與地面發(fā)生第四次碰撞【答案】C【解析】由圖象可得小球第一次與地面碰撞前釋放高度h = 20 m,則可得第一次落地時(shí)速度為vo=V2g

19、=20 m/s,則A錯(cuò)誤；由圖象可知第一次碰撞后上升的最大高度為h = 5 m,可得第一次碰撞后的速度為v=2gh'= 10 m/s,則B錯(cuò)誤；由圖象可知小球在第5 s內(nèi)剛好與地面第二次撞擊后在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1 s.所s = 2h=2.5 m,故C正確；根據(jù)圖象Q=5 L/s,水的出 口速度 vo=20 m/s,以有h=2gt2=1>< 10X 0.m= 1.25 m,則在第5 s內(nèi)小球走過(guò)的路程為規(guī)律可知，小球第四次碰撞時(shí)間應(yīng)在56 s之間，故D錯(cuò)誤.10 .人民廣場(chǎng)上噴泉的噴嘴與地面相平且豎直向上，某一噴嘴噴水流量不計(jì)空氣阻力，g=10 m/s2.則處于空中的水的體積是

20、 （）A. 5 L B. 20 LC. 10 L D. 40 L【答案】B【解析】設(shè)水在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則t = 2y° = 4 s, V=Qt=20 L,故B正確.g11 .在地面上以初速度 2V。豎直上拋一物體 A后，又以初速度 V0在同一地點(diǎn)豎直上拋另一物體B,若要使兩物體能在空中相遇，則兩物體拋出的時(shí)間間隔困必須滿(mǎn)足什么條件（不計(jì)空氣阻力）（）V02V0A . At>；B. AtVC-< At<gg2vo- 4voD.-g-V Zt< 顯然兩條圖線(xiàn)的相交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示A、B相遇時(shí)刻，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)位移XA = XB.由圖象可直接看出At應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式2V

21、0及華時(shí)，所以本題正確答案為D.g g12.（2019山東師大附中模擬）如圖所示，在一個(gè)桌面上方有三個(gè)金屬小球a、b、c,離桌面高度分別為hi ：h2： h3=3： 2 ： 1.若先后順次釋放 a、b、c,三球剛好同時(shí)落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則 （）a .三者到達(dá)桌面時(shí)的速度大小之比是V3 ： V2 ： iB .三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為 3： 2 ： 1C. b與a開(kāi)始下落的時(shí)間差小于 c與b開(kāi)始下落的時(shí)間差D .三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)的加速度與小球受到的重力成正比，與質(zhì)量成反比【答案】AC【解析】由v2= 2gh,得v=V時(shí)，故V1 : v2 ： V3= 3 ： 1, A正確；由t =、得三者運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之

22、比t1 ： t2 ： t3 = 3 ： 2 ： 1, B錯(cuò)誤；b與a開(kāi)始下落的時(shí)間差 At1 = （3- 2）、鹿,c與b開(kāi)始下落的時(shí)間 g差及2=311） 黃：，故C正確；三個(gè)小球的加速度與重力及質(zhì)量無(wú)關(guān)，都等于重力加速度，D錯(cuò)誤.13.（2019淮南模擬）如圖所示為一雜技演員用一只手拋王接球的示意圖，他每隔0.4 s拋出一球，接到球便立即把球拋出.已知除拋、接球的時(shí)刻外，空中總有4個(gè)球，將球的運(yùn)動(dòng)近似看做是豎直方向的運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)的最大高度是（高度從拋球點(diǎn)算起，取 g=10 m/s2）（）3/ 2 *MA. 1.6 mB, 2.4 mC, 3.2 mD, 4.0 mt=0.4 s X4【解析】將空中運(yùn)動(dòng)的 4個(gè)球看做一個(gè)球的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由題意知，球從拋出到落回手中用時(shí)1c= 1.6 s,則球從取局點(diǎn)洛回手中的時(shí)間為0.8 s,則H=2>< 10X（2.m=3.2 m,故C正確.14 .（多選）一根輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)將2個(gè)薄鐵墊圈A、B連接起來(lái)，一同學(xué)用手固定 B,此時(shí)A、B間距為3L, A距地