2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册 2.4自由落体运动 课后练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
2.4自由落体运动
课后练习（解析版）
1．CBA（中国男子篮球职业联赛）篮球筐距地面高度3.05m，某篮球运动员站立举手能达到高度2.53m。如图所示，他竖直跳起将篮球扣入栏中，重力加速度，他起跳的初速度约为（　　）
A．1m/s
B．2.5m/s
C．3.8m/s
D．10m/s
2．一个小球被竖直向上抛出，不计空气阻力，取g=10m/s2。若前3s内的位移和第4s内的位移大小相等、方向相反，则小球前4s内的位移和上抛初速度大小分别为（　　）
A．0m，20m/s
B．0m，30m/s
C．45m，20m/s
D．45m，30m/s
3．以8
m/s的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树顶端的时间间隔为0.8
s，则小树高约为（　　）
A．0.8
m
B．1.6
m
C．2.4
m
D．3.2
m
4．几个水球可以挡住子弹？《国家地理频道》2019年节目中实验证实：四个水球就足够！四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球，则可以判定（　　）
A．子弹在每个水球中运动的时间相同
B．由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间比为1∶3∶5∶7
C．子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
D．子弹在每个水球中速度变化相同
5．对于自由落体运动的物体，g=9.8m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．在1s末、2s末、3s末的速度之比是1︰3︰5
B．在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1︰3︰5
C．在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度比是1︰4︰9
D．每经过1s，加速度增加9.8m/s2
6．自由下落的物体在第n秒内通过的位移与第（n－1）秒内通过的位移之差为（　　）（g=9.8m/s2）
A．9.8m
B．4.9（2n+1）m
C．3（n+1）m
D．4（n+1）m
7．一个物体做竖直上抛运动，不计空气的阻力，规定竖直向上为正，则整个过程中物体运动的速度时间图像正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30，则它下落的高度约为（　　）
A．1.5m
B．30m
C．45m
D．900m
9．为了制止高楼住户向窗外随意丢弃垃圾的陋习，某同学在自家（二楼）窗子上、下边框安装光电探测装置，利用自由落体运动规律推断丢弃垃圾住户的楼层。重力加速度g取10m/s2，每层楼高3米左右，设他家窗子上、下边框之间的距离为0.9m。某天光电探测装置检测到一下落物件经过该窗口的时间为0.03s，假设丢物住户是从窗口将物件从静止丢下的。估计丢物住户的楼层是（　　）
A．14楼
B．17楼
C．20楼
D．23楼
10．甲、乙两同学通过如下实验测量反应时间：甲用两个手指轻轻捏住木尺上端，并让尺子自然下垂，乙在下方刻度处（手未碰到尺）准备用手指夹住下落的尺。甲突然松手，尺子下落，乙则快速用手指夹住尺子，记下夹住尺子的位置刻度，已知重力加速度为g，则该实验测得（　　）
A．甲的反应时间为
B．甲的反应时间为
C．乙的反应时间为
D．乙的反应时间为
11．如图所示，两棒的长度相同，的下端和的上端相距。若同时运动，做自由落体运动，做竖直上抛运动且初速度取，则相遇时的速度大小为（　　）
A．4.0m/s
B．
C．
D．
12．唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，描述了庐山瀑布的美景，如果三尺为1米，则水落到地面的速度约为（设初速度为零）（　　）
A．100m/s
B．140m/s
C．200m/s
D．240m/s
13．关于自由落体运动，下列说法中正确的是（　　）
A．自由落体运动是一种匀速直线运动
B．物体刚下落时，速度和加速度都为零
C．物体的质量越大，下落时加速度就越大
D．物体在下落的过程中，每秒速度变化量都相同
14．以15m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，g取10m/s2，以下说法正确的是（　　）
A．小球上升的最大高度为11.25m
B．小球上升的最大高度为22.5m
C．小球上升阶段所用的时间为1.5s
D．小球上升阶段所用的时间为3s
15．屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动。假定水滴从高处自由下落，经过时间落地，则当它下落时，离地的高度和速度分别为（　　）
A．
B．
C．
D．
16．从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求：
（1）经过多长时间落到地面？
（2）从开始下落计时，在第1s内的位移大小为多少？
（3）从开始下落计时，在最后1s内的位移大小为多少？
17．钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30m/s，g取10m/s2，求：
（1）它下落的高度是多少？
（2）它在前2s内的平均速度是多少？
（3）它在最后1s内下落的高度是多少？
18．某跳伞运动员做低空跳伞表演。飞机悬停在距离地面H=224m的空中，运动员离开飞机后先做自由落体运动，5s末打开降落伞，到达地面时速度减为v=5m/s。我们认为开始打开降落伞直至落地前运动员在做匀减速运动，g取10m/s2，求：
(1)运动员打开降落伞时的速度大小；
(2)运动员此次跳伞过程的总时间。
19．如图所示，小球从靠近竖直砖墙某位置由静止释放，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所示小球在运动过程中每次曝光的位置。已知重力加速度为g，每块砖的厚度为d，不计空气阻力，根据图中的信息，求：
（1）两次曝光时间间隔T；
（2）小球在位置3的速度v3的大小；
（3）小球下落的初始位置与位置5之间的距离H。
20．一个物体从某一高度做自由落体运动。已知它在第1
s内的位移恰为它在最后1
s内位移的五分之一（g=10
m/s2）求：
（1）物体落地所用的时间是多少？
（2）离地面的高度是多少？
（3）物体落地时的速度是多少？
参考答案
1．C
【详解】
根据v2=2gh可得
因运动员竖直跳起将篮球扣入栏中，可知起跳的略大于3.2m/s；
故选C。
2．A
【详解】
由于前3s内的位移和第4s内的位移大小相等、方向相反，可知4s内的总位移为零，竖直上抛运动的初速度方向竖直向上，加速度的方向竖直向下，为-g，选取竖直向上为正方向，设初速度的大小为v，则：
代入数据可得：
v=20m/s
故A正确，BCD错误。
故选A。
3．C
【详解】
石子竖直上升的最大高度为
由题意可知，石子从最高点运动到小树顶端的时间为
则最高点到小树顶端的距离为
则小树高约为
故选C。
4．C
【详解】
AB．根据逆向思维法，子弹的运动可看成初速度为零做匀加速直线运动，子弹穿过水球时，相当于通过四个连续相等的位移。根据匀变速直线运动的规律，子弹依次穿过4个水球的时间之比为，所以子弹在每个水球中运动的时间不相同，A错误，B错误；
C．由A项分析可知，子弹穿过前3个水球的时间与穿过第四个水球的时间是相等的，即此时刻为中间时刻，由匀变速直线运动的规律可知，子弹穿出第三个水球时的瞬时速度与全程的平均速度相等，C正确；
D．子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，加速度不变，由
可知运动的时间不相同，则速度的变化量不相同，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．根据可知，在1s末、2s末、3s末的速度之比是1：2：3，故A错误；
B．根据可知，物体在1s内、2s内、3s内的位移之比是1：4：9，则物体在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1：3：5，故B正确；
C．根据平均速度定义式可知，在第1s内，第2s内，第3s内的平均速度比是1：3：5，故C错误；
D．根据可知，每经过1s，速度增加9.8m/s，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
根据△x=gT2得：△x=9.8×1m=9.8m。故A正确，B、C、D错误。
故选A。
7．C
【详解】
物体先向上做匀减速运动，速度为正向减小，到达最高点后向下做匀加速运动，即负向增加，因加速度恒定为g不变，则图像为直线。
故选C。
8．C
【详解】
根据位移速度公式得
故选C。
9．B
【详解】
设窗户上沿到物体下落点的距离为h，下落时间为t1，则有
到窗户下沿则有
联立可得
楼层数约为
故选B。
10．D
【详解】
该实验测量甲放手后，尺子下落，乙反应过来夹住尺子的反应时间，这段时间尺子下落的高度为
根据
可知
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
11．D
【详解】
根据位移-时间公式，可得A棒自由落体运动位移为
B棒做竖直上抛运动位移为
二者的位移关系
h1+h2=s
联立并代入数据解得A、B两棒相遇的时间为
t=2s
根据速度-时间公式，可得A、B相遇时A的速度大小为
vA=gt=10×2m/s=20m/s
故选D。
12．B
【详解】
如果三尺为1米，则水下落的高度
根据
得水落到地面的速度的大小为
故选B。
13．D
【详解】
A．自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动，故A错误；
B．物体刚下落时，初速度为零，加速度为重力加速度g，故B错误；
C．自由落体运动是忽略空气阻力的运动只受重力，无论质量大小，下落加速度都是g，故C错误；
D．加速度等于单位时间内速度的变化量，由于下落加速度恒定，则每秒速度变化量都相同，故D正确。
故选D。
14．AC
【详解】
AB．竖直上抛的小球，不计阻力时只受到自身重力作用，为匀减速，加速度，上升到最高点时，速度为0。根据匀变速直线运动有
得到
选项A正确，B错误；
CD．上升过程运动时间
选项C正确，D错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
时间t内下降的高度为
时间内下降高度为
故离地的高度为
为运动过程的中间时刻，则此时的速度为
故选BC。
16．(1)4s；(2)5m；(3)35m
【详解】
(1)自由下落高度h=80m，有
解得t=4s。
(2)在第1s内的位移大小为
(3)前3s下落的位移大小为
故最后1s内的位移大小为
17．（1）45m；（2）10m/s；（3）25m
【详解】
（1）设钢球下落的高度为，则据匀变速直线运动公式
得
（2）钢球在前2s内的平均速度为，则据平均速度的定义得
（3）设钢球自由下落到地面时所用时间为t，根据
可得
则它在最后内下落的高度为
18．(1)；(2)8.6s
【详解】
(1)运动员打开降落伞时的速度大小即为自由落体5s末的速度大小
(2)运动员离开飞机后先做自由落体运动有
展伞后匀减速运动，有
则
得展伞后运动的时间
因此运动员此次跳伞过程的总时间
tmin=t1+t2=8.6s
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由图可知
为恒量，小球做匀加速直线运动，由
解得
（2）由匀变速直线运动推论得
解得
（3）由自由落体规律得
初始位置到位置1的高度
又有时间关系
又有几何关系
解得
20．（1）3s；（2）
45m；（3）30m/s
【详解】
（1）令物体自由落体的时间为t，则第1
s的位移为
最后1
s的位移为
而第1
s内的位移恰为它在最后1
s内位移的五分之一
解得时间t=3
s
（2）离地面的高度
（3）物体落地时的速度
解得