模型02竖直上抛运动(教师版含解析)-备战2021年高考物理模型专题突破
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1、02 竖直上抛运动 1(2020 山西高一期中)将一物体(距地面足够高)以20m/s的初速度竖直向上抛出,经过t时间物体到抛出 点的距离为25m。忽略空气阻力,取重力加速度 2 g10m/s,则t为( ) A2s B4s C5s D2 7 s 【答案】C 【详解】 取竖直向上为正方向,物体上升的最大高度为 2 0 20m 2 v h g 则物体不可能达到抛出点上方 25m处,则当物体位于抛出点下方 25m时,根据 2 0 1 2 xv tgt 2 1 -25=2010 2 tt 解得 1 5st 2 1st (舍去) 故选 C。 2 (2020 江西月考)在离地面25mh高处, 以 0 20m
2、/sv 的速度同时竖直向上与向下抛出甲、 乙两小球, 不计空气阻力,小球落地后就不再弹起,重力加速度 2 10m/sg ,下列说法正确的是( ) A乙球落地时的速度较大 B两小球落地的时间差为5s C乙球落地时甲球恰好运动到最高位置 D2st 时,两小球相距45m 【答案】D 【详解】 A由题意知,从抛出到落地过程中对甲有 22 10 2vvgh 代入数据解得 v1=30m/s;对乙有 22 20 2vvgh 代入数据解得 v2=30m/s;故可知落地时两球速度一样大,故 A错误; B设向下为正方向,对甲分析根据竖直上抛运动规律有 2 11 1 2520 2 tgt 解得 1 5st 或 1
3、1st (舍去); 同理对乙分析有 2 22 1 2520 2 tgt 解得 2 1st 或 2 5st (舍去) 所以两小球落地的时间差为 12 5s 1s4sttt 故 B 错误; C经过 1s 乙球落地,此时甲速度大小为 02 20 10 1m/s=10m/s0vvgt 甲 说明此时甲不在最高处,故 C 错误; D当 t=2s 时,乙已经落地,对甲有 2 1 20 22 m20m 2 xg 甲 所以此时两球的距离为 =25m+20m=45mxhx 甲 故 D 正确。 故选 D。 3(2020 广西南宁三中月考)一小石块自空中的 A点被竖直向上抛出,初速度为 5m/s。若不计空气阻力,则
4、该石块可能会( ) A在 A 点上方的某位置,以 4m/s 的速率向上运动 B在 A 点上方的某位置,以 6m/s 的速率向下运动 C在 A 点下方的某位置,以 3m/s 的速率向下运动 D在 A 点下方的某位置,以 4m/s 的速率向上运动 【答案】A 【详解】 不计空气阻力,竖直上抛运动是匀变速运动,具有对称性,向上运动的过程是匀减速运动,向下运动的 过程是匀加速运动,回到出发点时的速度大小等于抛出时的速度大小所以 A点上方的速度大小都小于 5m/s,A 点下方的速度大小都大于 5m/s。故 A正确,BCD 错误。 故选 A。 4(2020 天津市武清区杨村第一中学月考)在距离地面足够高的
5、地方,竖直向上抛出一个小球 A,初速度大 小为 2v,同时从该高度处自由落下另一小球 B。不计空气阻力,重力加速度为 g,则当小球 A落回抛出 点时,小球 B 下落的高度为( ) A 2 8v g B 2 6v g C 2 4v g D 2 2v g 【答案】A 【详解】 设竖直向上为正方向,设小球 A落回抛出点时经历的时间为 t,小球 A落回抛出点由运动学公式 2 0 1 2 xv tat得 2 1 02 2 vtgt 解得 4v t g 则小球 B 下落的高度为 22 2 2 11168 22 vv hgtg gg 故选 A。 5(2020 黑龙江哈尔滨三中期中)将一个小球以 5m/s 的
6、初速度在高台边缘竖直上抛,不计空气阻力,取竖直 向下为正方向,g=10m/s2,则前 2s内( ) A小球速度的变化量为 10m/s B小球的位移为 11.25m C小球运动的路程为 12.5m D小球运动的平均速度为 10m/s 【答案】C 【详解】 A前 2s 内小球速度的变化量为 10 2m/s20m/svgt A错误; B小球的位移为 22 0 11 5 2m10 2 m10m 22 xv tgt B错误; C小球上升的高度为 22 1 5 m1.25m 22 10 v h g 上升所用时间为 1 5 s0.5s 10 v t g 则小球下落的时间为 21 1.5sttt 小球下落的高
7、度为 22 22 11 10 1.5 m=11.25m 22 hgt 前 2s内小球运动的路程为 12 1.25m 11.25m12.5mshh C正确; D小球运动的平均速度为 10 m/s5m/s 2 x v t D错误; 故选 C。 6(2020 和平 天津一中期中)某人站在楼房顶层竖直向上抛出一个小球,上升到最大高度的时间为 3s,则 小球从抛出到下落经过抛出点下方 15m某点所用的时间,(取 g=10m/s2)( ) A3+ 2(s) B3+2 3(s) C3+2 2(s) D5s 【答案】B 【详解】 小球的初速度为 1 30m/sgt 设小球运动时间为 t,以向上为正方向,可得
8、2 1 2 htgt 带入数据解得 32 3 st 故选 B。 7(2020 福建仙游一中月考)磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫。当它腹朝天、背朝地躺在地面 上时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,使重心迅 速向下加速, 背部猛烈撞击地面, 地面反作用力便将其弹向空中(设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等)。 弹射录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离约为 0.8mm,弹射最大高度约为 24cm。 人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速。如果加速过程(视为匀加速)人的重心上升高 度约为 0.5m,假设人与磕头虫起跳时具有
9、相同的向上的加速度,那么人离地后重心上升的最大高度可达 (不计空气阻力的影响)( ) A150m B75m C15m D7.5m 【答案】A 【详解】 设磕头虫向下的加速度为 a,最大速度为 v,则 2 1 2vah 在弹起的过程中满足 2 2 2vgh 联立可得 2 3000m/sa 人向下蹲的过程中有 2 11 2vaH 起跳过程中 2 12 2vgH 代入数据解得 2 150mH 故 BCD错误,A 正确。 故选 A。 8 (2020 延安市宝塔区第四中学(宝塔高级中学)月考)从地面上将一个小球竖直上抛, 经 t时间小球经过空中 的某点 A,再经过 t时间小球又经过 A点。不计空气阻力,
10、下列说法正确的是( ) A小球上升的最大高度为 9 8 gt2 BA点离抛出点的距离为 1 2 gt2 C小球抛出时的速率为 2gt D小球抛出时的速率为 3gt 【答案】A 【详解】 CD根据竖直上抛运动的对称性,知小球竖直上抛运动到最高点的时间为 t+ 1 2 t= 3 2 t则竖直上抛的初 速度 v0= 3 2 gt 故 C 错误,D正确; A小球上升的最大高度 22 139 () 228 hgtgt 故 A 正确; B从 A 点上升到最高点的时间为 1 2 t,则 A 点距离最高点的高度 h1= 1 2 g( 1 2 t)2= 1 8 gt2 则 A 点距地面的高度 h2=h-h1=g
11、t2 故 B 错误。 故选 A。 9(2020 黑龙江哈尔滨市第六中学校期中)以 10 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 1.2 s,则小树高约为(忽略空气阻力,重力加速度 g取 10 m/s2)( ) A1.2 m B2.4 m C3.2 m D4.2 m 【答案】C 【详解】 设树的高度为 h,石子从开始运动到第一次到达树的顶端的时间为 t,选取向上为正方向 2 0 1 2 hv tgt 石子下落得过程中经过树的顶端时 2 0 1 1.21.2 2 hvtg t 联立可得 h=3.2m 故 C 正确,ABD 错误。 故选 C。 10(2020 河南
12、月考)甲、乙两实心小钢球的质量之比为:2:1mm 甲乙 ,将它们从同一水平地面同时竖直上 抛,甲上升的最大高度为 H,乙上升的最大高度为 2H,下列说法中正确的是( ) A甲、乙在空中运动的时间之比为1 2 B甲、乙在空中运动的时间之比为1 2 C甲、乙竖直上抛的初速度之比为1 2 D若将甲竖直上抛的初速度增加一倍,则甲上升的最大高度也为 2H 【答案】B 【详解】 AB甲、乙的下落过程是自由落体运动,根据公式 2 1 2 hgt 得 2h t g 又根据竖直上抛运动的对称性得甲在空中的运动时间为 2 2 H g ,乙在空中的运动时间为 4 2 H g ,所以 甲、乙在空中运动的时间之比为 1
13、: 2,故 A错误,B正确; C用“逆向思维”法解答,根据公式 v=gt可知,甲、乙竖直上抛的初速度之比为 1: 2,故 C 错误; D若将甲竖直上抛的初速度增加一倍,用“逆向思维“法解答,由速度位移关系式 2 2vgh可知,甲 上升的最大高度为 4H,故 D 错误。 故选 B。 11(2020 常州市第一中学月考)小球每隔 0.2s 从同一高度抛出,做初速度为 6m/s 的竖直上抛运动,设它们 在空中不相碰。第 1 个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g取 10m/s2)( ) A7 个 B6 个 C5 个 D4 个 【答案】C 【详解】 小球做竖直上抛运动,从抛出到落地的整个过程是匀变速
14、运动,根据位移时间关系公式,则由 x=v0t+ 1 2 at2 代入数据有 0=6t 1 2 10t2 解得 t=0(舍去)或 t=1.2s 每隔 0.2s抛出一个小球,故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为 N= t T 1= 1.2 0.2 1=5个 故选 C。 12某物体以 30m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取 10m/s2。从抛出开始计时,下列说法错误的是 ( ) A5s 内物体的路程为 65m B5s 内物体的位移大小为 25m,方向向上 C5s 内物体的速度改变量的大小为 10m/s D5s 内物体的平均速度大小为 5m/s,方向向上 【答案】ABD 【详解】 A物
15、体上升到最大高度所用时间为 0 1 3s v t g 上升的最大高度为 2 0 1 45m 2 v h g 自由下落 2s 的下降高度为 2 22 1 20m 2 hgt 则 5s内物体的路程为 12 65mshh 故 A 正确; BD5s 内物体的位移大小为 2 0 1 25m 2 xv tgt,方向向上 5s 内物体的平均速度大小为 5m x v t ,方向向上 故 BD正确; C5s 内物体的速度改变量的大小为 50m/sgt 故 C 错误。 故选 ABD。 13(2020 广西南宁三中月考)t=0时将小球 a从地面以一定的初速度竖直上抛,0.7s 末小球 a 的速度大小为 1m/s,方
16、向向下;小球 a 抛出后,当 t=0.3s时,将小球 b从地面上方某处静止释放,最终两球同时落地。 不计空气阻力,选竖直向上为正方向。重力加速度大小 g=10m/s2,下列说法正确的是( ) A小球 a抛出时的速率为 8m/s B小球 a 抛出后 1s内,小球 a 的平均速度为 1m/s C小球 b 释放的高度为 4.05m Dt=0.6s 时,a、b之间的距离为 1.8m 【答案】BCD 【详解】 A小球 a做竖直上抛运动,以竖直向下为正方向,则 00.7s 内,由匀变速直线运动规律可得 -v=v0-gt 解得 v0=gt-v=6m/s 选项 A错误; B小球 a 在抛出后 1s 内的位移为
17、 h=v0t- 1 2 gt2=1m 小球 a 抛出后 1s内,小球 a 的平均速度为 1m/s h v t B正确; C小球 a 从抛出到落地所用的时间为 t= 00 ()vv g =1.2s 当t=0.3s时, 将小球b从地面上方某处静止释放, 最终两球同时落地, 因此小球小球b下落时间为tb=0.9s, 由自由落体运动规律可得 h= 2 1 2 b gt=4.05m C正确; Dt=0.6s 时,小球 a的位移为 ha=v0t- 1 2 gt2=1.8m 即此时小球 a距离地面的高度为 1.8m。小球 b下落的时间为 0.3s,小球 b 的位移为 hb= 1 2 gt2=0.45m t=
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