解析天津市耀华中学2021年高三第一次月考物理试题

一、单选题（每题3 分，共30 分)

1.甲乙两辆小车沿同一直线运动，速度时间图像如图所示，则（）

A. 运动时甲的加速度与乙的加速度之比为４：3

B. 运动时甲的加速度与乙的加速度之比为３:4

Ｃ. 相遇前甲乙最远距离为６m

Ｄ. 甲乙同时开始运动

【答案】Ｃ

【解析】

【详解】速度图象的斜率等于物体的加速度,则甲的加速度，乙的加速度：，所以运动时甲的加速度与乙的加速度之比为１：4,故AB错误;当甲乙速度相等时,相距最远,速度图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，故C正确；由图可知,甲先运动3s后乙开始运动,故Ｄ错误。所以Ｃ正确，ABD错误。

2.有一列火车正在做匀加速直线运动．从某时刻开始计时,第1分钟内,发现火车前进了180m.第6分钟内发现火车前进了360m．则火车的加速度为( ）

A. 0.01m/s2

B. 0．05m/s2

C. ３6m/ｓ2Ｄ. 18０m／s2

【答案】A

【解析】

由逐差法得x6－ｘ1＝5aT２,所以,选项A正确．

3.如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为Ｒ的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是（)

A．地面对半球体的摩擦力方向水平向左

Ｂ. 质点对半球体的压力大小为mgcosθ

C．质点受摩擦力大小为μmgsinθ

D．质点受摩擦力大小为mgｃｏsθ

【答案】Ｄ

【解析】

【详解】以整体为研究对象，整体处于静止状态,而水平方向不受外力，所以半球体不受地面的摩擦力，故A错误；对质点受力分析,质点受重力、支持力及摩擦力，如图所示:

在三力作用下物体处于平衡状态,则合力为零，质点对球面的压力为mｇsiｎθ，故B错误;摩擦力沿切线方向，在切线方向重力的分力与摩擦力相等，即f=mgcｏｓθ，故Ｃ错误,D正确。所以D正确，ＡＢC错误。

4.如图所示，、两物体叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中受到的摩擦力( ）

Ａ. 方向向左，大小不变

B. 方向向左,逐渐减小

C. 方向向右,大小不变

D．方向向右，逐渐减小

【答案】A

【解析】

试题分析：A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体根据牛顿第二定律有,然后隔离B，根据牛顿第二定律有：，大小不变;物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左,摩擦力向左；故选A．

考点：本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法．

【名师点睛】1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力),不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）.

整体法的优点:通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．

2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法.在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力.

隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形,问题处理起来比较方便、简单,便于

初学者使用．在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法.

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5.在共点力的合成实验中,如图所示,使弹簧秤b按图示位置开始顺时针方向缓慢转动90°角，在这个过程中保持O点位置不动，ａ弹簧秤的拉伸方向不变,则整个过程中关于a、b弹簧秤的读数变化是( )

A. a增大,ｂ减小B．ａ减小，b减小

Ｃ．a减小，ｂ先减小后增大Ｄ．a先小后增大

【答案】Ｃ

【解析】

【详解】对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,如图所示：

其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变，oa弹簧拉力方向不变，oｂ弹簧拉力方向和大小都改变,根据平行四边形定则可以看出b的读数先减小后增大,a的读数不断变小，故C正确,ＡBD错误。

6.如图所示,三个木块A、Ｂ、C在水平推力F的作用下靠在竖直墙上,且处于静止状态，则下列说法中正确的是（)

Ａ. Ａ与墙的接触面可能是光滑的

B. B受到A作用的摩擦力,方向可能竖直向下

C．B受到A作用的静摩擦力,方向与C作用的静摩擦力方向一定相同

D. 当力F增大时，A受到墙作用的静摩擦力不变

【答案】D

【解析】

【详解】对ABC整体受力分析，受重力、推力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件可知，墙壁对整体的静摩擦力竖直向上，与整体的重力平衡，即墙对Ａ的静摩擦力竖直向上，所以Ａ与墙的接触面一定是粗糙的，故A错误;对BＣ整体分析受力：竖直方向受到竖直向下的重力，根据平衡条件可知,Ａ对B的静摩擦力竖直向上，故B错误；对C受力分析,受重力、推力F,向右的支持力和B对C向上的静摩擦力,静摩擦力与重力平衡；根据牛顿第三定律，Ｃ对Ｂ的静摩擦力一定向下;有选项Ｂ分析可知,A对B的静摩擦力一定向上;故B受到A和C的静摩擦力方向一定相反,故C正确；由上分析可知：墙壁对A的静摩擦力竖直向上,与整体的重力平衡，故当力Ｆ增大时,A受到墙作用的静摩擦力一定不变，故D正确。所以D正确，ABC 错误。

７.如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分别为和,中间用一原长为L,劲度系数为k的轻质弹簧连接起来,现用一水平力Ｆ向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是

A.

B.

C.

D．

【答案】B

【解析】

设弹簧伸长量为ｘ,两木块一起匀加速运动，它们有共同的加速度．对于整体,由牛顿第二定律，对于乙,由胡克定律，由三式解得：,故两木块之间的距离是

，A正确．

８.如图所示，一个质量为ｍ＝2．0kｇ的物体，放在倾角为θ=30°的斜面上静止不动，若用竖直向上的力Ｆ=5．0Ｎ提物体，物体仍静止(g=10m/s2),下述结论正确的是（）

A. 物体受到的合外力减小５．0N

B. 物体受到的摩擦力减小５.0Ｎ

C. 斜面受到的压力减小5．０N Ｄ. 物体对斜面的作用力减小5.0N

【答案】D

【解析】

试题分析：因物体仍然静止,则合力仍为零,合力不变，选项Ａ错误；开始时物体所受的摩擦力为:;施加力后物体所受的摩擦力为:，故物体受到的摩擦力减小2．５N,选项B错误；开始时斜面受到的压力为:；施加力后时斜面受到的压力为：,斜面受到的压力减小，选项C错误;由平衡知识可知，开始时物体对斜面的作用力等于物体的重力２0N，加力F后物体对斜面的作用力等于mg-F=15N，则物体对斜面的作用力减小5.0N，选项Ｄ正确；故选Ｄ.

考点：物体的平衡.

【名师点睛】此题考查了物体的平衡问题;关键是知道斜面对物体的摩擦力等于重力的沿斜面向下的分力,物体对斜面的压力等于重力垂直斜面方向的分力；斜面对物体的作用力是斜面对物体的摩擦力和斜面对物体的支持力的合力.

9. 如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、６0°.若有三个小孩同时从a、b、ｃ处开始下滑(忽略阻力)则( )

A．a处小孩最先到O点

Ｂ．ｂ处小孩最后到O点

C. c处小孩最先到Ｏ点

Ｄ. a、c处小孩同时到Ｏ点

【答案】D

【解析】

试题分析：根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律,分别计算出小孩从ａ、ｂ、c三块滑板到O所用的时间进行比较即可.

解:斜面上的加速度:a＝=gｓinθ

斜面的长度s＝

根据匀变速直线运动规律s=aｔ2

得：gsｉｎθt2＝

t2＝

=＝

＝=

=＝

<=

ｔb

即b先到，aｃ同时到

故选：D

【点评】解决本题的关键是根据牛顿第二定律对物体进行受力分析，并根据匀变速直线运动规律计算出时间.

10.如图所示,A、B两物体相距s＝7 m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以v A＝4 m/ｓ的速度向右匀速运动，而物体B此时正以ｖB＝10 m／s向右匀减速运动,加速度a=-２m／ｓ2,则A追上Ｂ所经历的时间是( )

Ａ．7 s

B. 8 ｓ

Ｃ. ９s

D. 10 s

【答案】Ｂ

【解析】

【详解】物体Ａ做匀速直线运动,位移为:x A=vＡｔ＝4t

物体B做匀减速直线运动减速过程的位移为：x B=ｖB t+＝１０ｔ?ｔ2

设速度减为零的时间为ｔ1,有t1=△v/ａ＝5s

在t１=5s的时间内，物体B的位移为x B１=2５m,物体Ａ的位移为x A1=20m,由于x A1+Ｓ>ｘＢ1，故物体Ａ未追上物体Ｂ；

5s后，物体B静止不动,故物体Ａ追上物体B的总时间为:ｔ总==ｓ=8ｓ

故选：B

【点睛】首先根据速度时间关系求出B停下所用的时间，根据位移时间公式结合几何关系列式求解此时物块A是否追上物体Ｂ,如没有追上，A匀速走完剩余位移,根据速度位移关系，求解时间即可。

二、多选题（每题４分）

11.在如图所示装置中，m1由轻质滑轮悬挂在绳间,两物体质量分别为m1、ｍ２,悬点a、ｂ间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态，则( )

A. α一定等于βB．m1一定大于m2

Ｃ. m1可能等于２m２ D. m１可能等于m2

【答案】ＡＤ

【解析】

【详解】拉滑轮的两个力是同一条绳的张力，因此两力相等,这两力的合力与重力等大反向，作出的平行四

边形为菱形，因此合力方向为角平分线，α＝β，A正确;在竖直方向上有：，而，则有.所以一定小于2m ２，当时，，ＢC错误D正确．

1２.为了研究超重与失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上,并将一物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况．下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内时间不表示先后顺序)

时间t0ｔ1t2t3

体重计示数（kg)4５.0５０.04０.045．0

若已知t0时刻电梯静止，则（)

A. t１和t2时刻电梯的加速度方向一定相反

B. ｔ1和ｔ2时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化

Ｃ. t1和t２时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反

Ｄ. t3时刻电梯可能向上运动

【答案】ＡD

【解析】

根据题意可知在时刻人的重力大小和体重计示数相等，即人的体重为45kg，从表中可知在时刻体重计示数大于人的体重，人处于超重状态，加速度方向竖直向上，在时刻,体重计示数小于人的体重,人处于失重状态，加速度方向竖直向下，超重或失重状态下,是人对电梯的作用力变化了,而人的质量和重力都不变，故A正确B错误;根据牛顿第二定律可得在时刻，解得,在时刻，，解得,即在两个时刻电梯的加速度大小相等,但是加速度方向相反，运动方向不一定相反，如时刻向上做加速运动,而在时刻向上做减速运动,运动方向相同，C错误；时刻体重计示数和人的体重相等,说明电梯做匀速运动,故可能向上运动运动,D正确.

13.半圆柱体Ｐ放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN. 在半圆柱体Ｐ和MN之间

放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图所示是这个装置的截面图．现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止,则在此过程中,下列说法正确的是( )．

A. ＭN对Q的弹力逐渐减小B．P对Q的弹力逐渐增大

C. 地面对P的摩擦力逐渐增大

D. Q所受的合力逐渐增大

【答案】BC

【解析】

:

A、对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆ＭN的支持力和半球P对Q的支持力,如图

重力的大小和方向都不变,杆MN的支持力方向不变、大小变,半球P对Q的支持力方向和大小都变根据受力图，可以看出:随着不断增大,故不断增大，也不断增大故Ａ错误，B正确；

C、对PQ整体受力分析，受到总重力、MN杆的支持力,地面的支持力,地面的静摩擦力ｆ,如图

根据共点力平衡条件，有

?随着不断增大,不断增大,所以f也在不断的增大;故C正确；

D、物体Q一直处于动态平衡状态，所以整个过程中合外力为零,故D错误;

综上所述本题答案是:ＢＣ

１4.物体Ａ、B、C均静止在同一水平面上它们的质量分别为m A、m B、ｍC,与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体Ａ、B、C,所得加速度ａ与拉力Ｆ的关系如图所示,A、Ｂ两直线平行，则以下关系正确的是（）

A．μA=μB＝μC B. ｍA=mＢ＜m C C. m C＜ｍB<ｍAＤ. μＡ＜μB＝μc

【答案】BD

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律有:F-μmg＝mａ,解得:，由此可知：图象斜率为质量的倒数,在纵轴上的截距大小为：gμ。故由图象可知:μA＜μB=μＣ，mＡ=ｍB

15.细绳拴一个质量为ｍ的小球,小球用固定在墙上的水平轻质弹簧支撑，小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如右图所示．(已知cos５3°=0.6,sin5３°＝0.８)以下说法正确的是（)

Ａ. 小球静止时弹簧的弹力大小为

B. 小球静止时细绳的拉力大小为ｍg

C. 细线烧断瞬间小球的加速度立即为g

D．细线烧断瞬间小球的加速度立即为

【答案】ＡD

【解析】

【详解】小球静止时,分析受力情况，如图所示：

由平衡条件得：弹簧的弹力大小为,细绳的拉力大小为：，故A正确,B错误；细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为:，故C错误,D正确。所以ＡD正确,BＣ错误。

16．如图甲所示，量物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力Ｆ，F一t关系图像如图乙所示。两物体在力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止。则（）

A. 两物体做匀变速直线运动

B. Ｂ物体所受摩擦力的方向始终与力Ｆ的方向相反

C．B物体所受摩擦力的方向始终与力Ｆ的方向相同

D. ｔ=2s到ｔ＝３s这段时间内两物体间的摩擦力逐渐增大

【答案】CＤ

【解析】

【详解】对AB整体分析可知，整体水平方向只受变化的推力作用。由图象可知,合外力作周期性变化，则由牛顿第二定律可知，整体的加速度也作周期性的变化，所以两物体做非匀变速直线运动，故A错误; 因两物体一直相对静止，故在运动中加速度相同，而Ｂ由摩擦力提供加速度，整体由F提供，故B受到的摩擦力一直与F同向,故B错误，C正确;对B分析可知,B水平方向只受摩擦力。ｔ＝２s到t＝３s时间内，F

增大,由牛顿第二定律知,整体的加速度逐渐增大,Ｂ所受的摩擦力逐渐增大,故D正确。所以CD正确,AB错误。

三、填空题（每空2分,共计1６分）

17.如图所示,电灯的重力G=１０N，AO绳与天花板间的夹角为3０°，ＢＯ绳水平，则AO绳所受的拉力Ｆ1＝＿_＿______ N，ＢO绳所受的拉力Ｆ2＝＿___＿__＿N。

【答案】(1）．２0Ｎ; （2）.

【解析】

【详解】将电灯所受的重力G沿两个绳子方向进行分解，如图所示:

由几何知识得:,.

1８．在“探究力的平行四边形定则”的实验中

(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是_＿______。

Ａ．两根细绳必须等长

B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上.

C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行.

D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等

E.用一个弹簧秤拉细绳时，必须将橡皮条与细线的结点拉到与用两个弹簧秤同时拉时记下的位置。（2)在本实验中若用Ｆ表示两个分力F1、F2的合力,用F表示F1、F２的等效力，则可以判断＿_＿__＿＿＿

(填“甲”或“乙”）同学的实验结果是符合事实的。

【答案】(1). CE；(2)．甲

【解析】

【详解】（1)本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可，细绳的长度是否相等与本实验无关，合力不需要一定过两分力的角平分线，且两分力也不一定相等,故ABＤ错误；为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向,弹簧秤一定要与木板平行，故Ｃ正确;为了减小实验的误差，应要求用一个力拉和用两个力拉时的效果应相同,即必须将橡皮条拉至同一位置,故E正确。所以CＥ正确。

（2）由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即F′与橡皮条拉力一定在同一直线上，F1和F2的合力理论值一定在平行四边形的对角线上，故甲符合实验事实。

19.小华所在的实验小组利用如图（甲)所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f=５0Ｈｚ，当地的重力加速度为g

(1)在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下:取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到_＿＿___＿.

(2）图乙是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、Ｂ、C、D、E每两点之间还有４个点没有标出.写出用s1、ｓ2、ｓ３、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=＿_＿＿＿___;若S1＝２．0２ｃm,S2=4.00ｃm,S３＝6.01cm,则B点的速度为:V B=____＿___ ｍ/ｓ（保留两位有效数字)。

(3)在“验证牛顿运动定律”的实验中,在研究加速度ａ与小车的质量Ｍ的关系时,由于没有注意始终满足远大于ｍ的条件，结果得到的图像应是下图中的__＿＿＿＿_＿。

A. B.

Ｃ． D.

【答案】(1). 轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动；(2）. 200；（3). 0.3；(４）. D

【解析】

【详解】(1）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下:取下细线和砂桶,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车,使小车恰好做匀速直线运动。

（２)由题意可知两计数点间的时间间隔为：,速直线运动推论得:s3-s1=2a1Ｔ2，s4-s2=2ａ２T２,加速度的平均值为：,联立可得：,利用匀变速直线运动的推论:B点的瞬时速度为：

。

（3)随着增大,小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量,加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小,最后趋近与定值g，故AＢＣ错误,D正确。

2０．一辆小车质量m＝20kｇ,在拉力F作用下,由静止开始匀加速直线运动,8ｓ后撤去拉力,在摩擦力作用下减速运动1２m停止，已知物体与地面的动摩擦因素u=０.15。

求:

(1)拉力Ｆ作用下运动的位移；

(2）拉力F的大小.

【答案】(1）２４m (２)4５Ｎ

【解析】

【分析】

根据牛顿第二定律可得撤去外力后的加速度，结合速度位移公式求出撤去外力时的速度,根据平均速度公式即可求出位移;根据牛顿第二定律即可求出外力。

【详解】（1）根据牛顿第二定律可得撤去外力后的加速度为：，可得撤去外力时的速度为：

则拉力F作用下运动的位移为:

（2）有外力作用时的加速度为：

根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma２,

代入数据解得：F=45N

【点睛】本题考查了求滑块的位移,应用牛顿第二定律与匀变速运动公式即可正确解题。

21.如图，系统静止,绳ＯＣ与竖直线成3００角，O为质量不计的滑轮,绳与滑轮间摩擦不计,物体Ｂ重１00N，地面对B的支持力是80N。g取１0ｍ／s２求:

(１)物体Ａ的重力？

（２）物体B所受摩擦力为多大？

(3)OC绳的拉力为多大?

【答案】(１）4０N （2) (3)

【解析】

【分析】

对A受力分析,根据平衡条件得到拉力;对物体B受力分析，受重力、拉力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件列式摩擦力;同一根绳子张力处处相同,对滑轮受力分析,受三个拉力，根据平衡条件求解OC绳的拉力。【详解】（1)（２)对Ａ受力分析则有：G A＝T

对物体B受力分析，受重力、拉力、支持力和静摩擦力,如图所示:

对B受力分析:Tｃos６0°+N=G B

Tsiｎ60°=f

联立解得：T=4０Ｎ,所以ＧＡ＝４0N f＝

(3）OC绳的拉力等于细绳拉力之和:T OＣ=2Ｔｃoｓ30°=

【点睛】本题关键是分别对滑轮和物体B受力分析,然后根据平衡条件列式求解。

22.在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动,如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数为μ=0.５0，不计空气阻力，重力加速度g取10m/ｓ2。

?（1）若斜坡倾角θ=3７°，人和滑块的总质量为ｍ=60ｋg，求

人在斜坡上下滑时的加速度大小。(ｓin3７°=0.6，cｏs３7°＝0.8) ?（2）若由于受到场地的限制,Ａ点到C点的水平距离为s=50ｍ,为确保人身安全，假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求?

【答案】解：⑴在斜坡上下滑时，人与滑板的受力情况如图所示

由牛顿第二定律得,

ｍgｓinθ-ｆ=ma, (2分）

N-mgｃｏsθ=0, (2分)

另外有ｆ=μＮ（1分）

由以上各式联立解得a=2m／ｓ2(1分)

⑵设斜坡倾角为θ,斜坡的最大高度为h,滑至底端的速度为υ，则

v２＝２ax,x=h/ｓinθ （１分)

沿BC滑行的加速度为ａ’＝μg,（２分）

沿BC滑行的距离为L＝v2／２a’（1分)

为确保安全，应有L＋hcotθ≤s （2分)

联立解得ｈ≤25ｍ,斜坡的高度不应超过2５m。（1分)

【解析】

试题分析：（1)对人和滑块受力分析，由牛顿第二定律可得,,则加速度

为:。

(2)设高为h，则斜面长，水平面BC长,

滑到B点时的速度，

在地面滑动时加速度大小为:

又有,

即

解得。

考点:牛顿第二定律、匀变速直线运动的速度与位移的关系

【名师点睛】本题是对牛顿第二定律的应用，对物体受力分析可以求得加速度的大小,再利用匀变速直线运动的规律可以求得高度的大小。