1、计算题 跳伞运动员做低空跳伞表演,离地面179m离开飞机后先做自由落体运动,当自由下落80m时打开降落伞,伞张开后做匀减速运动,跳伞运动员到达地面时速度为4m/s,问:
(1)运动员打开降落伞时速度多大?
(2)伞张开后运动员的加速度多大?
(3)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面?(g=10 m/s2)
参考答案:解:(1)运动员自由下落,有
运动员打开伞时的速度为v1=40m/s
(2)运动员打开伞后做匀减速运动由v22 - v12 =-2as2
伞张开后运动员的加速度为 a=8 m/s2
(3)∵自由落体运动中,由
?
自由落体运动的时间为t1 =
= 4s
伞张开后匀减速时v2=v1-at2?
打开伞后运动的时间为t2=
=4.5s
离开飞机后运动的时间为t=t1+t2=8.5s
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 如图为小球做自由落体运动的闪光照片,它是每隔
s的时间拍摄的,从某个稍大些的位置间隔开始测量,照片上边数字表示的是这些相邻间隔的序号,下边的数值是用刻度尺量出的两个间隔的长度,根据所给的两个数值求出小球下落加速度的测量值g=______m/s2,在图示第二个间隔的长度应为______cm.(结果保留两位小数)

参考答案:在连续相等时间间隔内的位移之差是一恒量,即△x=gT2
所以x3-x1=2gT2,则g=x3-x12T2=(16.30-11.34)×10-22×(120)2=9.92m/s2.
因为x2- x1=x3-x2.所以x2=13.82cm.
故本题答案为:9.92,13.82.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目(如图)。2012年8月3日在伦敦奥运会上,我国运动员董栋勇夺金牌。假设一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。求这段时间内网对运动员的平均作用力是多大?(g取10m/s2)
参考答案:1.5×103N,方向竖直向上。
本题解析:方法(一):运动员刚接触网时速度的大小:
v1=
=
m /s=8m/s,方向向下
刚离网时速度的大小:
v2=
=
m/s=10m/s,方向向上
运动员与网接触的过程,设网对运动员的作用力为F,对运动员由动量定理, (以向上为正方向)有:
(F-mg)Δt=mv2-mv1
解得F=
+mg=
N+60×10N=1.5×103N,方向竖直向上。
方法 (二): 此题也可以对运动员下降、与网接触、上升的全过程应用动量定理:
从3.2m高处自由下落的时间为:
t1=
=
s=0.8s
运动员弹回到5.0m高处所用的时间为:
t2=
=
s=1s
整个过程中运动员始终受重力作用,仅在与网接触的t3=1.2s的时间内受到网对他向上的弹力FN的作用,对全过程应用动量定理,有FNt3-mg(t1+t2+t3)=0
则FN=
mg=
×60×10N=1.5×103N,方向竖直向上。
点评:要学会建立物理模型,题中的运动员可以看成是质点,抓住加速度是联系力和运动的桥梁,通过自由落体的基本公式和牛顿第二定律求解相关问题,难度适中.
本题难度:一般
4、选择题 从地面竖直上抛物体A,同时,在某高度处有一物体B自由落下,两物体在空中相遇时的速率都是v(不计空气阻力),则 ( )
A.物体A的上抛初速率是两物体相遇时速率的2倍
B.相遇时物体A已上升的高度小于物体B已下落的高度
C.物体A和物体B落地时间相等
D.物体A落地速度大于B落地的速度
参考答案:A
本题解析:由题意可知相遇时A上升的时间与B下落的时间相等,即vB=v0-gt,vA=gt,由此可知v0=2gt,A对;相遇时B球下落高度为h=
gt2,A球上升高度为H=VBt-
gt2=
gt2故有H>h,所以B错;根据竖直上抛运动的对称性,A需上升到最高点,在落至地面,此时B已落地,C错,A落地的速度等于B落地的速度;D错。
本题难度:一般
5、计算题 做自由落体运动的小球,从离地20米处下落(g取10m/s2),则
(1)小球着地时速度是多大?
(2)小球在最后1秒的平均速度为多大?
参考答案:(1)20m/s? (2)15m/s
本题解析:(1)由
可得:?
?
(2)小球下落的时间为:
?
第一秒的位移为:
?
最后一秒的为一位
?
所以平均速度为:
?
点评: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。
本题难度:一般