- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
一座高6m的水塔顶端渗水,每隔一定时间有一个水滴落下,当第5滴离开水塔顶端时,第1滴水正好落到地面,则此时第3滴水距地面的高度为____________。
正确答案
4.5m
质量为10克的石子被从高处无初速度释放,下落过程中空气阻力可以忽略不计.(g取10m/s2 )求:
(1)石子1s末的速度大小;
(2)石子在第2s内下落的高度;
(3)石子在第3s内的平均速度.
正确答案
(1)石子做落体运动
由速度时间关系式得:1s末速度 v1=gt1=10m/s
(2)由位移时间关系式
得:第一秒内下落高度h1==5m
前两秒内下落高度h2==20m
第二秒内下落的高度△h=h1-h2=15m
(3)第三秒内的平均速度等于2.5s时的速度
即v3=at3=25m/s 方向竖直向下.
答:石子1s末的速度大小10m/s;石子在第2s内下落的高度是15m;石子在第3s内的平均速度是25m/s.
从离地面500m的空中自由落下一个小球,取g=10m/s2,求小球:
(1)落到地面经过多长时间;
(2)自开始下落计时,在第1s内的位移;
(3)自开始下落计时,最后1s内的位移.
正确答案
(1)小球自由下落至地面,依位移公式;
h=gt2
代入解得:t=10s
(2)小球第1s内的位移为:
h1=g
=
×10×12m=5m
(3)经以上分析,小球前9s内的位移为:
h2=g
=
×10×92m=405m
则小球最后1s内的位移为:△h=h-h2=95m
答:(1)落到地面经过10s时间;
(2)自开始下落计时,在第1s内的位移为5m;
(3)自开始下落计时,最后1s内的位移为95m.
一物体从离地高80m处自由下落,空气阻力不计,落地所需时间为______s;物体下落过程中通过最初40m所需时间与通过最后40m所需时间之比为______.
正确答案
(1)由h=gt2得:
t==4s
(2)通过最初40m的时间为:t1==
s
最后40m的时间为:t2=t-=4-
s
物体下落过程中通过最初40m所需时间与通过最后40m所需时间之比为1:(-1),
故答案为:4,1:(-1),
从离地面高500m的高空中自由下落一个小球,取g=10m/s2,求:①小球经过多长时间落到地面?②落到地面的速度?③最后1s内下落的高度?
正确答案
(1)小球自由下落至地面,依位移公式;
h=gt2
代入解得:t=10s
(2)根据v=gt得:
v=100m/s
(3)小球前9s内的位移为:
h2=gt22=
×10×81m=405m
则小球最后1s内的位移为:△h=h-h2=95m
答::①小球经过10s落到地面;②落到地面的速度为100m/s;③最后1s内下落的高度为95m.
从离地面80m的空中自由落下的一个小球,取g=10m/s2,求:
(1)经过多长时间小球落到地面上?
(2)自开始下落计时,在最后1s内的位移.
(3)下落一半高度时的速度.
正确答案
(1)由h=gt2可得:
t==
s=4s
(2)最后1s内的位移等于高度减去前3s内的位移.
h1=h-g(t-1)2
h1=80-×10×9m=35m
(3)由公式v2=2g得:
v==20
m/s
答:(1)经过4s小球落地.
(2)在最后1s内的位移为35m.
(3)下落一半高度时的速度为20m/s.
从离地面80m的空中自由落下一个小球,取g=10m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面;
(2)自开始下落时计时,在第1s内和最后1s内的位移;
(3)下落时间为总时间的一半时的位移.
正确答案
(1)由h=gt2,得
t==4s
(2)第1s内的位移:h1=gt12=
×10×12m=5m
最后1s内的位移:
h′=80m-×10×32m=35m;
(3)下落总时间一半时的高度:
h2=gt2=
×10×(
)2m=20m.
答:(1)经4s物体落到地面上;(2)最后1s的位移的35m; (3)下落一半时的高度为20m.
从离地面高500m的高空自由下落一个小球,取g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间落到地面;
(2)落下一半位移的时间;
(3)从开始下落时刻起,在第1s内的位移和最后1s内的位移.
正确答案
(1)根据h=g
得,
t1==
s=10s
故经过10s落到地面.
(2)根据h=
gt22,得
t2==
s=5
s
故下落一半位移所需的时间为5s.
(3)物体在下落1s内的位移h1=gt′2=
×10×1m=5m.
最后1s内的位移等于10s内的位移减去9s内的位移,所以h1′=h-gt″2=500-
×10×81=95m.
故下落1s内的位移为5m,最后1s内的位移为95m.
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.
正确答案
(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)∵h=gt2,g≈10 m/s2,t="2" s∴h="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.
(只需写出一种即可)
试题分析:结合生活实际来运用学过的物理知识.学习自由落体运动在生活中的应用.进一步熟练掌握自由落体运动的位移公式.
解:(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)∵h=gt2,g≈10 m/s2,t="2" s∴h="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.
(只需写出一种即可)
点评:本题考察到的知识点较多,既考察到了自由落体运动规律在实际生活中的应用,又考察到了误差的分析.
有一物体,做自由落体运动,它在落地前的最后1s内,通过了全程的.试求:
(1)物体通过全程所用的时间是多少?
(2)物体是从多高的地方落下来的?
正确答案
(1)设下落高度为h,所需时间为t,根据位移时间关系公式,有:
h=gt2
它在落地前的最后1s内,通过了全程的,故除了最后1s通过全程的
,根据位移时间关系公式,有:
h=
g(t-1)2
解得:
t=s=2.37s
(2)根据位移时间关系公式,有:
h=gt2=15+
m=27.99m
答:(1)物体通过全程所用的时间是2.37s;(2)物体是从27.99m高的地方落下来的.
如图所示,矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场,虚线框外为真空区域;半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内,直径AB垂直于水平虚线MN,圆心O恰在MN的中点,半圆管的一半处于电场中.一质量为m,可视为质点的带正电电荷量为q的小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内,小球从B点穿出后,能够通过B点正下方的C点.重力加速度为g,小球在C点处的加速度大小为5g/3.求:
(1)匀强电场场强E;
(2)小球在B点时,半圆轨道对它作用力的大小;
(3)要使小球能够到达B点正下方C点,虚线框MNPQ的高度和宽度满足什么条件;
(4)小球从B点计时运动到C点过程中,经多长时间小球的动能最小.
正确答案
(1)由于小球在C处受到重力和电场力的共同作用,所以:
C点:F合=ma=
代入数据得:E=
(2)A→B的过程重力和电场力对小球做功,mg•(2R)-FR=mvB2
得:vB=
在B点N-mg=
半圆轨道对小球的作用力 N=mg
(3)小球从B→C 水平方向匀减速运动,竖直方向自由落体运动
ax=gay=g
设向左减速时间为tt==
x=vBt=
y=g(2t)2=
宽度应满足条件L>2R,
高度满足条件H≥R
(4)当F与mg的合力与v垂直时,小球的动能最小,设经过的时间为t∴vy=vxvy=gtvx=vB-
gt
∴t=
答:(1)匀强电场场强E=;
(2)小球在B点时,半圆轨道对它作用力的大小N=mg;
(3)要使小球能够到达B点正下方C点,虚线框MNPQ的高度和宽度满足H≥R;
(4)小球从B点计时运动到C点过程中,经t=时间小球的动能最小.
(Ⅰ)如图1甲所示,包有白纸的质量为m的圆柱棒用细线竖直悬挂,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,根据以上内容,回答下列问题:
①图1乙中的______端是圆柱体的悬挂端(填“左”或“右”);
②根据图1乙所给的数据,可知毛笔画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=______m/s; 圆柱棒竖直下落的加速度为______m/s2
(Ⅱ)要测量一只量程已知的电压表的内阻,现有如下器材:
A:待测电压表(量程6V,内阻约3KΩ);
B:电流表(量程3A,内阻约为0.01Ω);
C:定值电阻(阻值R=2KΩ,允许通过的最大电流0.5A);
D:电源(电动势约为4.5V,但不知其准确值,内阻不计);
E:开关两只,导线若干.现有一同学设计了图2甲、乙、丙所示的测量电路,请你选择一个实验可行的电路,利用这个电路完成测量电压表的内阻,要求测量尽可能准确.
①你所选电路是______(填序号)
②根据你所选电路,写出实验步骤和实验中需要测量的物理量______.
③用你所测的物理量符号表示出电压表内阻的表达式______.
正确答案
(1)①圆柱做匀加速直线运动,间距越来越大,故左端是悬挂端;
②根据在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,有:
VD=,铭牌上标有“1200r/min”字样,即每秒转20周,所以T=0.05s,代入求得VD=1.60m/s;
由△x=aT2知,a==9.6m/s
(2)①由于电阻较大,电流较小,用电流表的示数非常小,误差较大,故用乙图;
②A:按乙图连接好实验电路;B:闭合s1、s2,记下电压表的读数U1;C:再断开s2,记下电压表的读数U2③闭合s1、s2,电压表的示数为电源电动势U1,再断开s2,电压表与电阻串联,=
,所以,Rv=
R
一物体从某高度作自由落体运动,第一秒内通过的位移是多大?2秒内的位移是多大?第二秒内的位移是多大?(g取10m/s2)
正确答案
根据自由落体运动位移时间公式h=gt2可知;
第一秒内通过的位移为h1=×10×12m=5m
2秒内的位移为h2=×10×22m=20m
所以第二秒内的位移为△h=h2-h1=15m
答:第一秒内通过的位移是5m,2秒内的位移是20m,第二秒内的位移是15m.
一个物体从高度H处自由下落,落到地面上时,速度为v0,当它下落了全程的时,其速度应为多少?当其速度为
时,距地面的高度是多少?
正确答案
根据自由落体运动位移与时间的关系得:
v02=2gH①
v12=2g②
由①②得:v1=
3
3
v0
当其速度为时,距地面的高度是h,则
2g(H-h)=(
v0
4
)2
解得:h=H
答:当它下落了全程的时,其速度应为
3
3
v0;当其速度为时,距地面的高度是
H
用细绳将木棒AB的A端吊在天花板上,使木棒在竖直方向上静止不动.在A端正下方有一根半透明的玻璃管CD竖直固定在空中,已知点C端距A端1m,管CD长度为0.8m,把细绳轻轻剪断,测得木棒AB通过玻璃管CD的时间间隔为0.4s,重力加速度g=10m/s2,求木棒AB的长度.
正确答案
设木棒AB的长度为L,B端到达C点的时间为t1,则根据位移时间关系公式h=gt2,有:
杆下端B到达C点过程:hAC-L=g
,即:1-L=
×10×
①
杆上端A到达D点过程:hAC+LCD=g
,即:1+0.8=
×10×
②
△t=t2-t1=0.4s ③
由①②③式解得:L=0.8m;
答:木棒AB的长度为0.8m.
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