- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
把一长2.75m的木杆自由垂下直悬挂在天花板上的O点,放开木杆让其做自由落体运动,求:木杆通过悬点O正下方3.2m处P点所经历的时间是多少?(g=10m/s2)
正确答案
0.5s
试题分析:设木杆下端运动到P点所用时间为t1,,由自由落体运动知识有:
①
木杆上端运动到P点所用时间为t2,则
②
则:木杆经过P点所用时间为Δt= t2 t1=0.5s ③
一个自由落体,将它的位移分为相等的三段,则物体通过每段位移的时间之比为______.
正确答案
自由落体运动,根据位移时间公式,有
h=
g
①
h=
g
②
h=g
③
解得
t1:t2:t3=1::
故通过第一段位移、第二段位移、第三段位移的时间之比为1:(-1):(
-
);
故答案为:1:(-1):(
-
).
一个物体从一定高度处自由落下,已知下落的平均速度为15m/s,g取10m/s2,则运动所经历的时间是____________s,最后落地瞬时的速度是____________m/s。
正确答案
3,30
(1)打开水龙头,水就流下来,为什么连续的水流柱的直径在流下过程中减小?
(2)设水龙头出口直径为1 cm,安装在75 cm高处.如果水在出口处的速度为1 m/s(取g="10" m/s2),求水流柱落到地面时的直径.
正确答案
(1)在一定时间t内,流过任一水柱截面的水的体积是一定的.由于水柱顶点的水速小于下面部分的水速,故水柱的直径上面比下面大.(V=s上·v上t=s下·v下·t,v下>v上,故s上>s下,直径d上>d下).
(2)0.5 cm
(1)在一定时间t内,流过任一水柱截面的水的体积是一定的.由于水柱顶点的水速小于下面部分的水速,故水柱的直径上面比下面大.(V=s上·v上t=s下·v下·t,v下>v上,故s上>s下,直径d上>d下).
(2)设水流柱落到地面时速度为v,则有v2-v02=2gh
v==
m/s="4" m/s
π()2v0t=π(
)2vt
d下=d上=1× cm="0.5" cm.
(这题算的时候别忘了加初速度)
物体从高处自由下落,在第一个2s内位移是______m,物体在第三个2s内的位移是______m.
正确答案
第一个2s内位移:x1=gt12=
×10×4m=20m
第三个2s内的位移:△x=x6-x4=×10×(36-16)m=100m
故答案为:20;100
一条铁链长5 m,铁链上端悬挂在某一点,放开后让它自由落下,铁链通过悬点正下方25 m处某一点所用的时间是 , 铁链通过该点的平均速度是 。(g取10m/s)
正确答案
,
。
试题分析:铁链做自由落体运动,根据自由落体运动的基本规律即可解题.
解:由位移,可得
,铁链下端到达悬点正下方25m处的时间
,铁链上端到达悬点正下方25m处的时间
,铁链通过A点所用的时间
;
整条铁链通过该点的平均速度是。
点评:本题主要考查了自由落体运动的基本规律,难度不大,属于基础题.
(10分)如图所示,长L = 35cm的铁链,上端用一很短的细线悬挂,距铁链下端h = 45cm处有一A点。现剪断细线,让铁链自由下落,不计空气阻力,取g = 10m/s2。
求:(1)铁链下端经过A点时的速度大小υ;
(2)整条铁链通过A点所用的时间△t。
正确答案
(1)3m/s (2) 0.1s
试题分析:铁链做自由落体运动,自由落体运动规律对它都适用
(1)由)位移速度关系式 (2分)
解得v=3m/s (1分)
(2)铁链下端到达A点时有 (2分)
解得t1=0.3s (1分)
铁链上端到达A点时有 (1分)
解得 (1分)
通过时间 (1分)
所以t=0.1s (1分)
点评:中等难度。自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的一切规律都可以用。
如图所示,一个气球以4 m/s的速度从地面匀速竖直上升,气球下悬挂着一个物体,气球上升到217 m的高度时,悬挂物体的绳子断了,则从这时起,物体经过多少时间落到地面?(不计空气阻力)
正确答案
7 s
物体在A点离开气球后,由于具有向上的速度,要继续上升到B点,如图所示.
上升时间t1=="0.4" s
上升高度hAB=="0.8" m
设物体从B点自由下落的时间为t2,
根据=hAB+hAC
则t2=="6.6" s
故物体落到地面的时间t=t1+t2="0.4+6.6=7" s.
(4分)在匀速行驶的火车中,向后水平抛出一物体,由站在地面上的人看来,火车运动的方向水平向右,该物体的运动轨迹可能是图中的 .(直接写出对应轨迹字母)
正确答案
ADE
试题分析:物体的轨迹只能是抛物线或垂直向下的直线,具体要取决于抛出物体时的相对火车的速度。
如果其相对火车的初速度和火车行驶速度一样,那么它的运动轨迹就是一条直线。
而如果小于火车速度,那么它的运动轨迹是一条向右的抛物线,如果抛出的相对初速度越小,那么它向右运动的水平距离越远,抛物线越平缓。
如果相对抛出速度大于火车的行驶速度,那么就是一条向左的抛物线。抛出速度越大,水平距离越大,抛物线越平缓。
点评:本题考查了运动的合成与物体轨迹形状的运动规律。要看看合成的合力与初速度之间的关系。
(8分)一跳伞运动员从300m高空离开飞机跳伞降落,为了使落地时间尽量快些,开始时未打开伞而自由下落,降落一段时间后才张开伞,张开伞后以张伞时的速度做匀速直线运动。从跳伞到落地总用时8.5s,求应在离地面多高时张开伞?(g取10m/s2)
正确答案
100m
试题分析:设在离地面h高时张开伞,根据公式得,
,
根据公式得,跳伞运动员加速时间为
跳伞运动员匀速运动的高度为:,运动时间为
,
又知道,代入数据解得100m
点评:本题是多过程问题,在分别研究各个运动过程的基础上,关键是寻找各过程之间的关系,如位移关系、时间关系、速度关系等等.
一个小球从距离地面20m的高空自由下落,g取10m/s2,求:
(1)小球落地时的速度大小;
(2)小球从开始运动到落地的总时间。
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)根据自由落体运动速度时间公式即可求解;
(2)小球做自由落体运动,是初速度为0加速度为g的匀加速直线运动,由位移公式求出时间.
(1)设小球落地速度为,则有
解得,
(2)设小球从开始运动到落地的时间为,由
得,
点评:自由落体运动是特殊的匀变速直线运动,遵守匀变速运动的普遍规律,难度不大,属于基础题.
利用水滴下落可以测出重力加速度g,调节水龙头,让水一滴一滴地流出.在水龙头的正下方放一个盘子.调整盘子的高度,使一个水滴碰到盘子时,恰好有另一个水滴从水龙头开始下落,而空中还有一个正在下落的水滴.测出水龙头到盘子间的距离为h.再用秒表测时间,从第一个水滴离开水龙头开始计时,到第n个水滴落到盘中,共用时间为t.求第一个水滴落到盘子时,第二个水滴离开水龙头的距离为多少?测得的重力加速度g是多少?
正确答案
;
由于水龙头滴水的时间间隔是恒定的,因此,题中所提到的某一时刻恰好滴到盘子的和正在空中下落的这两个水滴,可以看做是同一个水滴离开水龙头作自由落体运动经两个相等的时间间隔分别运动到了空中某点处和盘子处.据此,可以利用比例关系求解.设第一个水滴落到盘子时,第二个水滴距水龙头h1,距盘子h2,则h1:h2=1:3,h1+h2=h,故h1=.由题意可知,每相邻两滴水滴落下的时间间隔为
,所以有
=
,即
.
【归纳】利用自由落体运动的位移公式,可以作重力加速度的简单测定.反之,若重力加速度作为已知,我们也可方便地估测水井的深度或桥面至水面的高度等,只需一只秒表就可以做这样的实验
一矿井深125m,在井口每隔一段时间释放一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时第1个球恰好到达井底。则:
(1)相邻的两个小球下落的时间间隔是 s;
(2)这时第3个小球跟第5个小球相距 m。(g取10 m/s2)
正确答案
0.5 35
试题分析:(1)设小球自由下落到达井底经历时间为t,则由得
,第11个球和第一个球之间有10个间隔,所以相邻两个小球间的时间间隔为
;
(2)第一个小球恰好到达井底时,第三个球已下降4s,第五个球已下降3s,则
点评:根据求出一个小球从井口下落到井底的时间,每隔一定时间自由落下一小球,知相邻两个球之间的时间间隔相等,第11个球和第一个球之间有10个间隔,从而可求出相等的时间间隔;在求解第三个和第五个小球的距离时,通过两球下降的位移之差求出两球的距离,也可以求出两球此时的速度,通过
求出两球间的距离。
从离地面80 m的空中自由落下一个小球,取g=10 m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面;
(2)自开始下落时计时,在第1 s内和最后1 s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)4 s (2)5 m 35 m (3)20 m
试题分析:(1)由h=gt2得,下落总时间为
t==
s=4 s.
(2)小球第1 s内的位移为
h1=gt
=
×10×12 m=5 m
小球前3 s内的位移为
h3=gt
=
×10×32 m=45 m
小球从第3 s末到第4 s末的位移,即最后1 s内的位移为
h4=h-h3=80 m-45 m=35 m.
(3)小球下落时间的一半为
t′==2 s
这段时间内的位移为
h′=gt′2=
×10×22 m=20 m.
点评:自由落体运动是特殊的匀加速直线运动,匀变速直线运动的一切规律都适用于自由落体运动
如图所示是一张羽毛和苹果在真空中下落的频闪照片,照片中显示的现象说明了:___________________________________________________________________________________。
正确答案
自由落体加速度相同
羽毛和苹果在真空中做自由落体运动,加速度相同。
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