新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升練習(xí)專題03 初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系和自由落體運動（原卷版）

專題03初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系和自由落體運動導(dǎo)練目標導(dǎo)練內(nèi)容目標1初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系目標2自由落體運動【知識導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系等分時間：(1)1T末、2T末、3T末、……瞬時速度的比為：v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1：2：3：……：n；(2)1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……位移的比為：x1∶x2∶x3∶…∶xn＝12：22：32：……：n2；(3)第一個T內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個T內(nèi)……位移的比為：xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1:3:5：……：（2n-1）。注意：可以利用v-t圖像，利用三角形面積比和相似比的關(guān)系加以推導(dǎo)等分位移：通過1x末、2x末、3x末……的瞬時速度之比為：SKIPIF1<0；通過1x、2x、3x……所用時間之比為：SKIPIF1<0；通過第一個1x、第二個x、第三個x……所用時間之比為：SKIPIF1<0。注意：可以利用v-t圖像，利用三角形面積比和相似比的關(guān)系加以推導(dǎo)速度可以減為零的勻減速直線運動，可以逆向利用初速度為零勻加速直線運動的比例關(guān)系?！纠?】在2021年全國跳水冠軍賽10米臺的比賽中，張家齊和陳芋汐順利奪冠。若將她們?nèi)胨笙蛳碌倪\動視為勻減速直線運動，該運動過程的時間為t。張家齊入水后第一個SKIPIF1<0時間內(nèi)的位移為x1，最后一個SKIPIF1<0時間內(nèi)的位移為x2，則SKIPIF1<0=（）A．3∶1 B．4∶1 C．7∶1 D．8∶1【例2】如圖所示，音樂噴泉豎直向上噴出水流，噴出的水經(jīng)3s到達最高點，把最大高度分成三等份，水通過起始的第一等份用時為SKIPIF1<0，通過最后一等份用時為SKIPIF1<0。空氣阻力不計，則SKIPIF1<0滿足（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【例3】今年1月10日，首發(fā)“復(fù)興號”動車D843次載著旅客，從西昌出發(fā)一路向南駛向攀枝花，正式開啟了涼山的“動車時代”。假如動車進站時從某時刻起做勻減速直線運動，分別用時3s、2s、1s連續(xù)通過三段位移后停下，則這三段位移的平均速度之比是（）A．3：2：1 B．27：8：1 C．5：3：1 D．9：4：1自由落體運動基本規(guī)律從靜止開始的，只受重力作用的勻加速直線運動?；竟剑篠KIPIF1<0推論比例公式：勻變速直線運動的推論公式和初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系都適用。三種常見情況：知局部高度?h（對應(yīng)時間?t），求總高度H（對應(yīng)時間t）方法一：SKIPIF1<0，求得時間t，進而求出H。方法二：SKIPIF1<0，利用?t內(nèi)的平均速度，求得時間t，進而求出H。鏈子（或桿）過觀察點時間問題：設(shè)鏈子（或桿）長L，鏈子（或桿）的下端到觀察點的距離為h①鏈子（或桿）下端下落到觀察點的時間SKIPIF1<0②鏈子（或桿）上端下落到觀察點的時間SKIPIF1<0③所以，整條鏈子（或桿）通過觀察點的時間SKIPIF1<0等高不同時和同時不等高問題①等高不同時：1）速度差：SKIPIF1<0，為一定值；2）位移差：SKIPIF1<0,隨t增大而增大。②同時不等高：設(shè)A球從頂部下落h1時，B球距頂h2下落，同時落地，求H。A球：落地總時間：t總=SKIPIF1<0，下落h1時間為t1=SKIPIF1<0，B球：下落高度為（H-h1）,下落時間為t2=SKIPIF1<0根據(jù)時間關(guān)系有t總=t1+t2即SKIPIF1<0，可解得H。描述自由落體運動的三種圖像V-t圖像a-t圖像h-t圖像圖像公式v=gta=gSKIPIF1<0物理量斜率等于g，面積為下落高度h面積為速度變化量當(dāng)t=0時，h=H【例4】蹦極是一項刺激的戶外休閑活動，可以使蹦極者在空中體驗幾秒鐘的“自由落體”。如圖所示，蹦極者站在高塔頂端，將一端固定的彈性長繩系在腰上，然后雙臂伸開，雙腿并攏，頭朝下跳離高塔。設(shè)彈性繩的原長為L，蹦極者下落第一個SKIPIF1<0時速度的增加量為Δv1，下落第五個SKIPIF1<0時速度的增加量為Δv2，把蹦極者視為質(zhì)點，蹦極者離開塔頂時的速度為零，不計空氣阻力，則SKIPIF1<0滿足（）A．1<SKIPIF1<0<2 B．2<SKIPIF1<0<3C．3<SKIPIF1<0<4 D．4<SKIPIF1<0<5【例5】一條懸鏈長5.6m,從懸點處斷開,使其自由下落,不計空氣阻力．則整條懸鏈通過懸點正下方12.8m處的一點所需的時間是(g取SKIPIF1<0)（

）A．0.3sB．0.4sC．0.7sD．1.2s【例6】一名宇航員在某星球上完成自由落體運動實驗，讓一個質(zhì)量為2kg的小球從一定的高度自由下落，測得在第5s內(nèi)的位移是18m，則（）A．小球在2s末的速度是20m/s B．小球在第5s內(nèi)的平均速度是3.6m/sC．小球在第2s內(nèi)的位移是20m D．小球在5s內(nèi)的位移是50m【例7】質(zhì)量相等的甲和乙兩物體（均可視為質(zhì)點）從空中自由下落，同時落至水平地面，甲、乙兩物體運動的SKIPIF1<0圖像如圖所示，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．甲和乙在空中運動時間相等 B．甲和乙速度變化快慢相同C．甲和乙開始下落位置距離地面高度相同 D．甲和乙下落過程重力對它們做功相同【例8】中國發(fā)射的“嫦娥四號”探測器是人類第一次近距離訪問月球背面，此次訪問為我國進一步探索深空積累了重要經(jīng)驗。一物體從月球表面某高處由靜止釋放，自開始下落計時，得到物體離月球表面高度SKIPIF1<0隨時間SKIPIF1<0變化的圖象如圖所示，則（）A．月球表面重力加速度大小為SKIPIF1<0B．物體落到月球表面的速度大小為SKIPIF1<0C．1s末物體的速度大小為SKIPIF1<0D．前4s內(nèi)物體的平均速度大小為SKIPIF1<0【多維度分層專練】1．如圖所示，冰壺以某一速度沿虛線做勻減速直線運動，垂直進入四個完全相同的矩形區(qū)域，離開第四個矩形區(qū)域邊緣的E點時速度恰好為零。若冰壺從A點運動到D點的時間為t，則冰壺從C點運動到E點所需要的時間為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．科技館中的一個展品如圖所示，在較暗處有一個不斷均勻滴水的水龍頭，在一種特殊的間歇閃光燈的照射下，若調(diào)節(jié)間歇閃光間隔時間正好與水滴從A下落到B的時間相同，可以看到一種奇特的現(xiàn)象，水滴似乎不再下落，而是像固定在圖中的A、B、C、D四個位置不動，對出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，下列描述正確的是（g取10m/s2）（）A．水滴在下落過程中通過相鄰兩點之間的時間滿足tAB＜tBC＜tCDB．閃光的間隔時間是SKIPIF1<0sC．水滴在相鄰兩點間的平均速度滿足SKIPIF1<0AB∶SKIPIF1<0BC∶SKIPIF1<0CD=1∶4∶9D．水滴在各點的速度之比滿足vB∶vC∶vD=1∶3∶53．某同學(xué)想測一細繩的長度，手頭沒有刻度尺，只有秒表，他找來兩個相同的小球A和B，在樓頂自由釋放小球A，測得小球的下落時間約2s。把A和B兩小球分別拴在細繩兩端，手持A球，小球B自然下垂，小球A再次由第一次位置自由釋放后，測得兩球的落地時間差約為1s，不計空氣阻力，則細繩的長度約為（）A．20m B．15m C．10m D．5m4．如圖所示，地面上方離地面高度分別為的SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0的三個金屬小球a、b、c。若先后釋放a、b、c，三球剛好同時落到地面上，不計空氣阻力，重力加速度g，則（

）A．b與a開始下落的時間差等于c與b開始下落的時間差B．三小球運動時間之比為SKIPIF1<0C．a(chǎn)比b早釋放的時間為SKIPIF1<0D．三小球到達地面時的速度大小之比是6：4：35．高空拋物是一種不文明行為，會帶來很大的社會危害。某天，家住8樓的小華發(fā)現(xiàn)有一鋼球從落地窗外墜落，調(diào)看家里視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)鋼球通過落地窗用時SKIPIF1<0，已知落地窗高度為SKIPIF1<0，每層樓高度為SKIPIF1<0，試估算鋼球從幾樓拋出（）A．9樓 B．10樓 C．15樓 D．20樓6．如圖所示，兩位同學(xué)在教學(xué)樓。上做自由落體實驗，甲同學(xué)在四樓先將小球A釋放，當(dāng)下落距離為h時，乙同學(xué)在三樓將小球B釋放，小球B釋放時間t后，兩球恰好同時落地，小球A、B不在同一條豎直線上，不計空氣阻力，重力加速度為g，則下列說法中正確的是（）A．甲同學(xué)釋放點離地高度為SKIPIF1<0B．甲同學(xué)釋放點離地高度為SKIPIF1<0C．若兩位同學(xué)均各上一層樓重做以上實驗，兩小球仍能同時落地D．若兩位同學(xué)均各下一層樓重做以上實驗，小球A先落地7．甲、乙兩物體從同一高度做自由落體運動，記甲開始下落時t=0，乙開始下落時，甲的速度SKIPIF1<0=10m/s，且乙比甲晚SKIPIF1<0開始下落，甲在t=3SKIPIF1<0時落地，兩物體的v-t圖像如圖所示，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．乙開始下落時，甲離地的高度為5mB．在SKIPIF1<0~3SKIPIF1<0內(nèi)，甲相對乙做勻加速直線運動C．甲落地時，乙離地的高度為20mD．圖像中平行四邊形對應(yīng)的面積（陰影部分），大小等于SKIPIF1<0~3SKIPIF1<0時間間隔內(nèi)甲、乙的位移大小之差8．有一輛汽車在一個沙塵暴天氣中以SKIPIF1<0的速度勻速行駛，司機突然模糊看到正前方十字路口有一個老人跌倒在地，他立即剎車，剎車后加速度大小為SKIPIF1<0，則（）A．經(jīng)4s汽車速度變?yōu)榱鉈．汽車剎車后6s內(nèi)的位移為30mC．汽車在第1s末、第2s末、第3s末的速度之比為SKIPIF1<0D．汽車第一個SKIPIF1<0內(nèi)、第二個SKIPIF1<0內(nèi)、第三個SKIPIF1<0內(nèi)、第四個SKIPIF1<0內(nèi)位移之比為SKIPIF1<09．高樓墜物危害極大，常有媒體報道高空墜物傷人事件。某建筑工地一根長為l的直鋼筋突然從高空墜下，垂直落地時，恰好被檢查安全生產(chǎn)的隨行記者用相機拍到鋼筋墜地瞬間的照片。為了查詢鋼筋是從幾樓墜下的，檢查人員將照片還原后測得鋼筋的影像長為L，且SKIPIF1<0，查得當(dāng)時相機的曝光時間為t，樓房每層高為h，重力加速度為g，則（影像長度包括鋼筋長度和鋼筋墜地前在曝光時間t內(nèi)下落的距離）（）A．鋼筋墜地瞬間的速度約為SKIPIF1<0B．鋼筋墜下的樓層為SKIPIF1<0C．鋼筋墜下的樓層為SKIPIF1<0D．鋼筋在整個下落時間內(nèi)的平均速度約為SKIPIF1<010．如圖所示，在足夠高的空間