2021-2022年高一物理同步课时作业训练(人教版2019)
2.4 自由落体运动
一、单选题。本大题共12小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.秋日,树叶纷纷落下枝头,其中有一片梧桐叶从高为5m的枝头自静止落至地面,所用时间可能是( )
A.0.1s B.0.5s C.1.0s D.3s
2.将一物体竖直向上抛出,若不计空气阻力,它在上升和下降经过同一位置时,相等的物理量有①速度;②加速度;③速率;④位移中的( )
A.只有①② B.只有②③ C.只有②③④ D.只有①③④
3.将一个物体竖直向上抛出,经过一段时间后物体又回到原出发点。不计空气阻力,关于物体在上升和下落的过程中的加速度,下列说法中正确的是( )
A.上升过程与下降过程的加速度大小相同、方向不同
B.上升过程与下降过程的加速度大小不同、方向相同
C.上升过程与下降过程的加速度大小、方向都不相同
D.上升过程与下降过程的加速度大小、方向都相同
4.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度,瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展( )
A. 亚里士多德 B. 伽利略
C. 牛顿 D. 爱因斯坦
5.一小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点,不计空气阻力。经过b点时速度为v,经过c点时速度为3v,则ab段与ac段位移之比为( )
A.1:3 B.1:5 C.1:8 D.1:9
6.跳水运动员训练时从10m跳台双脚朝下自由落下,某同学利用手机的连拍功能,连拍了多张照片。从其中两张连续的照片中可知,运动员双脚离水面的实际高度分别为5.0m和2.8m。由此估算手机连拍时间间隔最接近以下哪个数值( )
A.false B.false C.false D.false
7.一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落false 时,离地的高度为( )
A.false B.false C.false D.false
8.一个从地面上竖直上抛的物体,它两次经过一个较低点A的时间间隔是5s,两次经过一个较高点B的时间间隔是3s,则A、B之间的距离是(不计空气阻力,g=10m/s2)( )
A.80m B.40m C.20m D.无法确定
9.以false的初速度竖直向上抛出一物体,物体上升过程中,false取false,以下说法中正确的是( )
A.距离最高点还差false时,瞬时速度是false
B.上升到最高点前false内,平均速度是false
C.在上升到最高点前false内,上升的高度是false
D.初速度未知,无法讨论
10.质量为m的物体从高为h处自由下落,开始的false用时为t,则( )
A.物体落地时的速度为falsegt B.物体落地时的速度为3gt
C.物体落地所用的时间为falset D.物体落地所用的时间为3t
11.如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5、…所示小球运动过程中每次曝光的位置,连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d。根据图中的信息,下列判断不正确的是( )
A.位置“1”是小球释放的初始位置
B.小球做匀加速直线运动
C.小球下落的加速度为false
D.小球在位置“3”的速度为false
12.四个小球在离地面不同高度同时从静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔,小球依次碰到地面。下列各图中,能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是( )
A.B.
C.D.
二、填空题。本大题共4小题。
13.自由落体加速度
(1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都______,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作______,通常用g表示。
(2)自由落体加速度方向:______。
(3)自由落体加速度大小
a.在地球表面,g值随纬度的增大而逐渐______;
b.一般取值:g=9.8m/s2或g=______。
14.自由落体运动
(1)定义:物体只在______作用下从______开始下落的运动;
(2)物体的下落可看作自由落体运动的条件:空气阻力的作用______,可以______。
15.质量为2m的物体A从高h处自由下落,质量为m的物体B从高falseh处自由下落,不计空气阻力,则A、B两物体下落的加速度之比为________;下落时间之比为tA∶tB=________;落地前瞬间的速度之比vA∶vB=________.
16.自由落体运动的规律
(1)自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为______的______运动;
(2)匀变速直线运动的基本公式及其推论都______自由落体运动;
(3)自由落体运动的速度、位移与时间的关系式:v=___________,false___________。
三、解答题。本大题共4小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
17.在一高台上以6m/s的初速度竖直上抛一石子,出点距地面的高度为9m。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。
(1)石子经多长时间落回抛出点; 落回抛出点的速度为多大;
(2)石子抛出2s时高地面的高度为多少。
18.某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后受到燃料的推力而做匀加速直线运动,经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小v;
(2)火箭上升离地面的最大高度H;
(3)火箭从发射到返回发射点的时间(结果可以保留根号)。
19.极限跳伞已经成为最受年轻人喜爱的极限运动之一。打开降落伞之前,运动员的运动可近似视为自由落体运动,运动员下落44.1m时所用的时间和达到的速度分别是多少?在运动员下落的第3s内,下落的高度是多少?
20.如图所示,在有空气的玻璃管中,金属片比羽毛下落得快,在抽掉空气的玻璃管中,金属片和羽毛下落快慢相同。
(1)为什么物体下落快慢相同?
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动?
参考答案
1.D
【解析】如果没有空气阻力,树叶下落做自由落体运动,下落需要时间
false
因为空气阻力太大,树叶不是自由落体运动,下落时间一定大于1s。
故选D。
2.C
【解析】根据对称性可知,上升过程和下落过程的时间相等,速度大小相等,方向相反,由于只受重力作用,则加速度相同,由于初位置和末位置相同,则位移相同。
故选C。
3.D
【解析】由题知,该物体做竖直上抛运动,根据竖直上抛运动受力特点知,物体在上升过程与下降过程中只受重力的作用,故整个过程加速度都为重力加速度,保持不变,所以上升过程与下降过程的加速度均为重力加速度,所以大小、方向都相同。
故选D。
4.B
【解析】伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动,并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展,ACD错误,B正确。
故选B。
5.D
【解析】根据v2=2gh可得
false
false
则ab段与ac段位移之比为1:9。
故选D。
6.B
【解析】A.运动员做自由落体运动,下落到距水面为5m时所需时间为t,则
false
下落的距水面为2.8m时,下落的时间为t+T,则
false
联立解得
false
故ACD错误,B正确。
故选B。
7.C
【解析】根据
h=falsegt2
下落高度与时间的平方成正比,所以下落false时,下落高度为false,离地高度为false。
故选C。
8.C
【解析】物体做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得,物体从最高点自由下落到A点的时间为false,从最高点自由下落到B点的时间为false,A、B间距离为
false
故选C。
9.B
【解析】A.根据竖直上抛运动和自由落体运动的运动学公式及对称性
falsefalse
故A错误;
B.上升到最高点前false内,平均速度是
false
故B正确;
C.在上升到最高点前false内,上升的高度是
false
故C错误;
D.由以上分析可知,结果可求,故D错误。
故选B。
10.C
【解析】根据false得,开始的false用时为t,有
false
物体落地所用的时间为
false
故落地速度为
false
故C正确,ABD错误。
故选C。
11.A
【解析】BC.由题图可知,连续相等时间内为位移差相等,所以小球做匀加速直线运动,小球下落的加速度为
false
BC正确;
D.小球在位置3的瞬时速度的大小为
false
D正确;
A.由于
false
false
解得false,A错误。
故选A。
12.C
【解析】每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面,可以知道第一个球经过T时间落地,第二球落地的时间为2T,依次为3T、4T。逆过来看,相当于一个小球每经过相等时间所到达的位置。可以知道相等时间间隔内的位移越来越大,所以从下而上,相邻两个小球之间的竖直位移越来越大。
故选C。
13.相同 重力加速度 竖直向下 增大 10 m/s2
【解析】略
14.重力 静止 比较小 忽略
【解析】略
15.1∶1 2∶1 2∶1
【解析】略
16.0 匀加速直线 适用于 gt false
【解析】略
17.(1)1.2s,6m/s;(2)1m
【解析】(1)到最高点速度减为0,由速度公式可得到达最高点所需的时间为
false
根据竖直上抛运动的对称性可知石子落回抛点的时间为
t总=2t1=2×0.6s=1.2s
根据竖直上抛运动的对称性可知石子落回抛点的速度为
false
(2)由上可知到达最高点所需的时间为0.6s,上升的高度为
false
此时距离地面的高度为
false
下落1.4s时的高度为
false
此时距地面的高度为
false
18.(1)20m/s;(2)60m;(3)9.46s或false(s)
【解析】(1)设燃料燃烧结束时火箭的速度为v,根据运动学公式有
false
解得
false
(2)火箭能够继续上升的时间
false
火箭能够继续上升的高度
false
因此火箭离地的最大高度
false
(3)火箭由最高点落至地面的时间
false
燃料燃烧结束后,火箭飞行的时间
falses(或false(s)也算对)
19.3s;29.4m/s;24.5m
【解析】根据
false
可得运动员下落44.1m时所用的时间为
false
速度大小为
false
运动员下落的第3s内,下落的高度为
false
20.(1)因为没有空气阻力;(2)空气的阻力作用可以忽略