課時作業(yè)：2.4 自由落體運動（解析版）

學而優(yōu)教有方人教版新教材物理必修第一冊第一章《勻變速直線運動的研究》2.4自由落體運動精選練習夯實基礎1．（2021·江蘇·鹽城市田家炳中學高一期中）蘋果從枝頭落下，不考慮空氣阻力，在下落過程中（）A．速度不變，加速度變大 B．速度與加速度都不變C．速度變大，加速度不變 D．速度與加速度都變大【答案】C【詳解】A．由題意可知，蘋果做自由落體運動，加速度恒定，速度不斷增大，故A錯誤；B．根據(jù)選項A中的分析可知，B錯誤；C．根據(jù)選項A中的分析可知，C正確；D．根據(jù)選項A中的分析可知，D錯誤。故選C。2．（2022·福建福州·高一期中）（多選）伽利略在研究自由落體運動時，設計了如圖所示的斜面實驗。這個實驗中他采用的是（）A．將實驗和邏輯推理相結合的方法B．改變斜面長度，比較不同長度下的比值大小C．改變斜面傾角，比較不同傾角下的比值大小D．改變斜面傾角，比較不同傾角下的比值大小【答案】AD【詳解】A．采用了將實驗和邏輯推理相結合的方，伽利略認為，自由落體是小球在斜面上運動的特例，故A正確；BCD．無法直接測出瞬時速度，不能得到速度的變化規(guī)律，故改變斜面傾角，比較不同傾角下的比值大小，故BC錯誤，D正確。故選AD。3．（2022·浙江·高一期末）如圖所示，一個兩端封閉的玻璃管（也稱牛頓管），可以用抽氣機將玻璃管里的空氣抽出去。把質量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時開始下落，觀察物體下落的情況。下列說法正確的是（）A．圖甲為管內空氣被抽掉后的實驗現(xiàn)象B．圖乙為管內空氣沒被抽的實驗現(xiàn)象C．圖乙中，鐵片和羽毛均做勻速運動D．圖甲中，鐵片和羽毛在下落過程中，間距會增大【答案】D【詳解】AB．空氣被抽掉后物體只受重力，加速度都相同，同時下落任意時刻下落高度相同，圖甲管內鐵片比羽毛運動的快，說明受空氣阻力的影響，甲管中有空氣，乙管中沒空氣，故AB錯誤；C．圖乙中，鐵片和羽毛做勻加速運動，故C錯誤；D．圖甲中，鐵片和羽毛在下落過程中，鐵片加速度大，兩者的間距為間距會增大，故D正確。故選D。4．（多選）甲物體的質量是乙物體的5倍，甲從H高處自由落下，乙從高處與甲物體同時自由落下。不計空氣的影響，在它們落地之前，下列說法中不正確的是（）A．兩物體下落過程中，在同一時刻甲的速度比乙的速度大B．下落末，它們的速度相同C．各自下落時，它們的速度相同D．下落過程中甲的加速度比乙的加速度大【答案】BC【詳解】AB．因為甲乙物體同時做自由落體運動，它們的初速度為零，加速度為g，任意時刻的速度為v=gt所以兩物體下落過程中，在同一時刻甲的速度與乙的速度相同，故A錯誤，B正確；C．下落1m時，由位移速度關系式v2=2gx可解得各自下落1m時，它們的速度相同，故C正確；D．因為甲乙物體均做自由落體運動，加速度為g，下落過程中甲的加速度與乙的加速度相同，故D錯誤。故選BC。5．小球從靠近豎直磚墻的某位置由靜止釋放，用頻閃照相機拍攝的小球位置如圖中1、2、3和4所示。已知每塊磚的厚度是6cm，照相機的曝光時間是0.08s，由此可知小球（）A．經(jīng)過位置2時的瞬時速度大小為0.8m/sB．經(jīng)過位置4時的瞬時速度大小約為3.375m/sC．下落過程中的加速度大小為9.8m/s2D．從位置1到4過程中的平均速度大小約為1.6875m/s【答案】B【詳解】A．經(jīng)過位置2時的瞬時速度大小為，選項A錯誤；C．下落過程中的加速度大小為，選項C錯誤；B．經(jīng)過位置4時的瞬時速度大小約為，選項B正確；D．從位置1到4過程中的平均速度大小約為選項D錯誤。故選B。6．（2020·山東·鄒城市第二中學高一期中）物體從h高處自由下落，它在落地前1s內共下落35m，g=10m/s2，下列說法中正確的有（）A．物體下落的時間為5sB．物體落地時速度為30m/sC．落地前2s內共下落60mD．下落后第1s內、第2s內、第3s內，每段位移之比為1：2：3【答案】C【詳解】A．設下落時間為t，則最后1s內的位移可以表示為解得，故A錯誤；B．由題意得，落地的速度為故B錯誤；C．根據(jù)自由落體運動規(guī)律知，落地前2s內共下落故C正確；D．自由落體運動是初速度等于0的勻加速直線運動，所以在連續(xù)相等的時間內，即下落后第1s內、第2s內、第3s內，每段位移之比為，故D錯誤。故選C。7．（2022·貴州銅仁·高一期末）如圖，A、B為兩固定的光電門，在光電門A正上方的O處有一邊長為0.5cm的正方形鐵片自由落下，鐵片下落的過程中底邊始終水平，已知鐵片通過A、B光電門的時間分別為，。若將鐵片通過光電門的平均速度視為瞬時速度，忽略空氣阻力的影響，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．鐵片通過光電門A的瞬時速度為8m/sB．鐵片從A到B的平均速度為6m/sC．O點到光電門A的距離為1mD．光電門A到B之間的距離為0.24m【答案】B【詳解】A．鐵片通過光電門A的瞬時速度為，選項A錯誤；B．鐵片通過光電門B的瞬時速度為鐵片從A到B的平均速度為，選項B正確；C．O點到光電門A的距離為，選項C錯誤；D．光電門A到B之間的距離為，選項D錯誤。故選B。8．（2022·全國·高一課時練習）某同學用如圖所示的裝置來研究自由落體運動是什么性質的運動。圖是實驗中利用打點計時器記錄自由落體運動的軌跡時，得到的一條紙帶，紙帶上的點是從放手開始打下的連續(xù)的計數(shù)點，兩點之間的距離，，，，，相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T。電源頻率分。(1)下列說法中正確的是()A．電火花打點計時器用的是交流電源B．實驗中使用秒表測量時間C．實驗時應先由靜止釋放紙帶，然后趕緊接通電源D．求出的加速度一般比小，是因為紙帶和重錘受到阻力(2)通過對紙帶的分析，你認為自由落體運動是做_______（填“勻速”、“變速”）運動。(3)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，求出加速度大小_____。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】

AD

變速

9.6【詳解】(1)[1]A．電火花計時器使用的是220V的交流電源，故A正確；B．實驗中是通過打點計時器打點計時的，故B錯誤；C．實驗時，應先接通電源，后釋放紙帶，故C錯誤；D．求出的加速度一般比小，是因為紙帶和重錘受到阻力，故D正確。故選AD。(2)[2]對紙帶分析可知，相同時間內物體下落的位移越來越大，故物體做變速運動。(3)[3]由逐差法可知，加速度大小為帶入數(shù)據(jù)解得9．（2022·云南·瀘源中學高一期末）（多選）如圖所示，甲、乙、丙、丁是以時間為橫軸的自由落體運動的圖像，下列說法正確的是（）A．甲是圖像 B．乙是圖像C．丙是圖像 D．丁是圖像【答案】BD【詳解】A．若甲是a-t圖像，則加速度減小，說明物體不做勻變速直線運動，故A錯誤；B．若乙是v-t圖像，其斜率等于加速度，可知物體做勻加速直線運動，故B正確；C．若丙是v-t圖像，其斜率等于加速度，可知物體做非勻變速直線運動，故C錯誤；D．若丁是a-t圖像，加速度不變，說明做勻變速直線運動，故D正確。故選BD。10．（2021·江蘇·高郵市第一中學高一階段練習）從離地面720m的空中自由落下一個小球，不計空氣阻力，取g=10m/s2。（1）小球經(jīng)過多長時間落到地面；（2）自小球開始下落開始計時，求小球在最初2s內位移和最后2s內的位移大??；（3）求小球下落位移為下落總位移的一半時的速度大小。【答案】（1）12s；（2）20m，220m；（3）【詳解】（1）根據(jù)h＝gt2解得落地時間（2）最初2s內的位移大小為因為從開始運動起前10s內的位移大小為所以最后2s內的位移大小為h3=h－h(huán)2=720m-500m=220m（3）根據(jù)下落位移為下落總位移的一半，即下落位移360m，此時小球的速度大小為v=提升訓練11．（多選）關于伽利略對自由落體運動的研究，下列敘述正確的是（）A．伽利略認為，如果沒有空氣阻力，重物與輕物應該下落得同樣快B．伽利略把實驗和邏輯推理和諧地結合起來，從而發(fā)展了人類的科學思維方式和科學研究方法C．伽利略用實驗證明了自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。伽利略把實驗和邏輯推理和諧地結合起來，從而發(fā)展了人類的科學思維方式和科學研究方法D．伽利略采用了斜面實驗，“沖淡”了重力的作用，便于運動時間的測量【答案】ABD【詳解】A．伽利略推翻了亞里士多德關于重物下落的快的說法，他認為在沒有空氣阻力的情況下，重物和輕物下落的一樣快，故A正確；BC．伽利略通過理想斜面加合理外推的方法證明了自由落體運動是最簡單的勻變速直線運動，B正確，C錯誤；D．由于自由落體運動，物體下落的較快，在當時的條件下無法精確測量時間，所以伽利略采用了斜面實驗，“沖淡”了重力的作用，便于運動時間的測量，D正確。故選ABD。12．（2021·四川甘孜·高一期末）甲、乙兩物體從離地面45m高處做自由落體運動，甲比乙重（g取10m/s2），則下列說法正確的是（）A．甲比乙先落地B．物體下落時間為3sC．物體下落1s末的速度大小為45m/sD．物體在整個下落過程中的平均速度為20m/s【答案】B【詳解】A．兩物體都做自由落體運動，則甲、乙同時落地，A錯誤；B．物體下落時間為，B正確；C．物體下落1s末的速度大小為，C錯誤；D．物體在整個下落過程中的平均速度為，D錯誤。故選B。13．小球做自由落體運動，與水平地面發(fā)生彈性碰撞。從釋放小球開始計時，不計小球與地面發(fā)生碰撞的時間，取豎直向上為正方向，則小球運動的圖像正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】小球做自由落體運動，速度向下逐漸增大；與地面碰撞時，速度大小不變，但方向發(fā)生突變；反彈后豎直上拋運動，上升過程速度逐漸減小到零。之后再重復這種運動。故選D。14．（2021·廣東·高一期中）（多選）如圖所示，一個籃球從高h1=5m的籃筐上由靜止開始下落，然后以5m/s的速度反彈，向上做加速度大小為10m/s2的勻減速直線運動。已知籃球與地面碰撞的時間為0.3s，整個過程空氣阻力忽略不計，重力加速度g=10m/s2，下列說法正確的是（）A．籃球第一次落到地面時的速度大小為10m/sB．籃球與地面碰撞過程中的加速度大小為50m/s2C．籃球在與地面碰撞后反彈上升的高度為1.75mD．籃球從開始下落到反彈至最高點過程的平均速度大小為1m/s【答案】AB【詳解】A．籃球第一次落到地面時的速度大小為，故A正確；B．籃球與地面碰撞過程中的加速度大小為，故B正確；C．籃球在與地面碰撞后反彈上升的高度為，故C錯誤；D．籃球從開始下落到反彈至最高點的過程所用時間為位移大小為此過程中平均速度大小為，故D錯誤。故選AB。15．（2022·黑龍江·穆棱市第二中學高一期末）（多選）在某地將甲乙兩小球從距離水平地面同一高度處先后釋放，它們做自由落體運動的v-t圖像如圖所示。則（）A．時，兩球的高度相差為40mB．兩球在空中運動過程中，距離逐漸變大C．該地區(qū)重力加速度D．乙球釋放時距離甲球20m【答案】BCD【詳解】A．時，兩球的高度相差為，A錯誤；B．落地之前，甲球相對乙球做勻速直線運動，兩球在空中運動過程中，距離逐漸變大，B正確；C．該地區(qū)重力加速度等于圖像的斜率，C正確；D．乙球釋放時與甲球的距離為，D正確。故選BCD。16．（2021·上海·高一期中）某科技館中有一個展品，該展品放在較暗處。有一個不斷均勻滴水的龍頭（剛滴出的水滴速度為零）在平行光源的照射下，可以觀察到一種奇特的現(xiàn)象∶只要耐心地緩慢調節(jié)水滴下落的時間間隔，在適當?shù)那闆r下，看到的水滴好象都靜止在各自固定的位置不動（如圖中A、B、C、D所示，右邊數(shù)值的單位是cm）。要想出現(xiàn)這一現(xiàn)象，所用光源應滿足的條件是∶（g取10m/s2）（）A．普通白熾燈光源即可 B．頻閃發(fā)光，間隔時間約為0.14sC．頻閃發(fā)光，間隔時間約為0.16s D．頻閃發(fā)光，間隔時間約為0.20s【答案】B【詳解】A．普通白熾燈光源，光源是持續(xù)的，水滴反射光是持續(xù)的，人看到的水滴是運動的，與題意不符，A錯誤；BCD．設光源發(fā)光間隔的時間為T，圖中由得只要間隔時間是T的整數(shù)倍，看到的水滴好象都靜止在各自固定的位置不動，CD錯誤，B正確。故選B。17．（2021·上?！ね瑵髮W第二附屬中學高一期中）如圖所示，在一個桌面上方有三個金屬小球a、b、c，離桌面高度分別為h1：h2：h3=3：2：1。若先后順次釋放a、b、c，三球剛好同時落到桌面上，不計空氣阻力，則三者運動時間之比為______：b與a開始下落的時間差______c與b開始下落的時間差。（填“大于”，“等于”，“小于”）【答案】

小于【詳解】[1]下落過程中，根據(jù)得所以三者到達桌面得時間之比為

[2]ab運動的時間之差為bc運動的時間之差為所以b與a開始下落的時間差小于c與b開始下落的時間差。18．伽利略在《兩種新科學的對話》一書中介紹：“把一桶水放在高處，底部接一根可以噴出細水流的管子，把噴出的水收集在玻璃杯中。銅球在斜面上的溝槽中滾下來，仔細測量銅球滾過的距離，并測量銅球每次滾下過程中管子噴出水的質量，重復多次?！币源藖眚炞C落體運動是勻變速運動的假設。某組同學設置了如圖所示的裝置來驗證伽利略的假設?；瑝K從某一高度由靜止沿斜面下滑。一旦滑塊開始運動，就打開水箱閥門，使水箱中的水流到量筒中，滑塊碰到擋板的同時關閉閥門（假設整個過程中水流均勻穩(wěn)定）。改變滑塊起始位置的高度，重復以上操作。記錄滑塊由靜止起下滑的距離s和相應過程中量筒收集到的水的體積V，所得數(shù)據(jù)如表所示。表次數(shù)12345674.53.93.02.11.50.90.390847262524023.55.65.55.85.55.65.65.4（1）分析表中數(shù)據(jù)，是否可以驗證伽利略的假設______？說明理由______。（2）本實驗的主要誤差來源可能是什么？說出一種______?！敬鸢浮?/p>

可以

見解析

水的流速并不能保持恒定【詳解】（1）[1][2]設Q表示單位時間射入量筒的水的體積，根據(jù)題意可知，Q是恒量，量筒收集到的水的體積根據(jù)表格數(shù)據(jù)故對比初速度為零的勻變速直線運動位移時間關系，可發(fā)現(xiàn)，分析表中數(shù)據(jù)，可以驗證伽利略的假設。（2）[3]主要誤差來源可能是水的流速并不能保持恒定。19．（2021·湖北·黃石市第三中學高一階段練習）某小組同學利用如圖甲所示的裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣?。在鐵架臺頂部裝一電磁鐵，中間裝一可上下移動的光電門，左側裝一豎直刻度尺，刻度尺零刻度線與電磁鐵下表面對齊；用電磁鐵吸住一個質量為m的小鋼球，調節(jié)電磁鐵的位置，使小鋼球釋放后中心位置恰好能通過光電門，光電門可記錄小鋼球通過光電門的時間t。（1）用游標卡尺測量小鋼球的直徑，測量結果如圖乙所示，小鋼球的直徑________mm（2）將小鋼球由靜止釋放，記錄小鋼球通過光電門的時間t和光電門對應刻度尺的刻度值x。多次改變光電門的位置，得到多組和的數(shù)據(jù)，該小組同學想通過圖像求出重力加速度，為了讓圖線是直線，該小組同學以x為橫坐標，縱坐標y應為________。A．t

B．

C．

D．（3）按（2）中建