自由落体和追赶问题试题
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约6110字。
自由落体运动 竖直上抛运动
体验成功
1.用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间.甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方,乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的准备,但手没有碰到尺子.当乙同学看到甲同学放开尺子时,立即捏住尺子,乙同学发现捏住尺子的位置刻度为b.已知重力加速度为g,a、b的单位为国际制主单位,则乙同学的反应时间t约等于( )
A.2ag B.2bg
C.2(a-b)g D.2(b-a)g
解析:由a-b=12gt2
得:t=2(a-b)g.
答案:C
2.两个小球分别拴在一根轻绳的两端,一人用手拿住一球将它们从三楼阳台上由静止释放,两球先后落地的时间差为Δt1;若将它们从四楼阳台上由静止释放,则它们落地的时间差为Δt2.不计空气阻力,则Δt1、Δt2满足( )
A.Δt1=Δt2 B.Δt1<Δt2[]
C.Δt1>Δt2 D.以上都有可能
解析:时间差等于轻绳长度除以下面小球落地后上面小球运动的平均速度,故Δt1>Δt2.答案:C
3.在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,g值可由实验精确测定.近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”,它是将测g值归于测长度和时间,以稳定的氦氖激光的波长为长度标准,用光学干涉的方法测距离,以铷原子钟或其他手段测时间,此方法能将g值测得很准.具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中的O点向上抛小球,从抛出小球至小球又落回抛出点的时间为T2;小球在运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1.由T1、T2和H的值可求得g等于( )
A.8HT22-T21 B.4HT22-T21
C.8H(T2-T1)2 D.H4(T2-T1)2
解析:设小球上升的最大高度为h,由题意知:
h=12g(T22)2
h-H=12g(T12)2[]
解得:g=8HT22-T21.
答案:A4.屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴恰好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上下缘,如图所示.取g=10 m/s2,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?
解析:(1)可以将这5滴水的运动等效地视为一滴水的下落,并对这一滴水的运动全过程分成4个相等的时间间隔,图中相邻的两滴水间的距离分别对应着各个相等时间间隔内的位移,它们满足比例关系:1∶3∶5∶7.设相邻水滴之间的距离自上而下依次为:x、3x、5x、7x,则窗户高为5x,依题意有5x=1 m,则x=0.2 m.
屋檐高度h=x+3x+5x+7x=16x=3.2 m.
(2)由h=12gt2
得:t=2hg=2×3.210 s=0.8 s
所以滴水的时间间隔Δt=t4=0.2 s.
答案:(1)3.2 m (2)0.2 s
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