专题1.2 自由落体运动和竖直上抛
【专题诠释】
1.自由落体运动特点和规律
(1)从静止开始,即初速度为零.
(2)只受重力作用的匀加速直线运动.
(3)公式:v=gt,h=gt2,v2=2gh.
2. 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。匀变速直线运动的一切推论公式都适用于自由落体运动。
3.竖直上抛运动特点与规律
(1)特点:初速度为v0,加速度为-g的匀变速直线运动(通常取初速度v0的方向为正方向).
(2)公式v=v0-gt. x=v0t-gt2. v2-v=-2gx.
(3)规律:升到最高点(即v=0时)所需的时间t=,上升的最大高度xmax=.
4.竖直上抛运动是初速度竖直向上,加速度大小为g的匀变速直线运动,可全过程应用匀变速直线运动的速度时间关系公式等,但要注意 、 、 等物理量的正负号。
【高考引领】
【2015年广东卷】距地面高5 m的水平直轨道上A、B两点相距2 m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图.小车始终以4 m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地.不计空气阻力,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 m C.3.75 m D.4.75 m
【命题立意】考察自由落体运动的基本规律
【答案】:A
【解析】:根据两球同时落地可得=+,代入数据得h=1.25 m,选项A正确.
【2016·浙江理综·17】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学身高和质量分别为( )
A.v(t0-t),U B.v(t0-t),U
C.v(t0-t),(U-U0) D.v(t0-t),(U-U0)
【答案】D
【解析】由于传感器输出电压与作用在其上的压力成正比,则测重台上没有人站立时,U0=kM0g,该同学站立在测重台上时,U=k(M0+M)g,两方程相比可得:该同学的质量M=(U-U0);
设测量仪顶部距测重台的高度为L,该同学的身高为h,则
L=vt0
站人时有
L-h=vt
联立可得h=v(t0-t),选项D正确,选项A、B、C错误。