2.4.1自由落体运动规律的理解和应用（含解析）课时作业—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(Word版含答案)

人教版高一物理必修第一册课时作业
自由落体运动规律的理解和应用
一、单选择题
1、关于自由落体运动，下列说法正确的是
(
)
A．速度变化得越来越快
B．在开始连续的三个1
s内通过的位移之比是1∶4∶9
C．第1
s末、第2
s末、第3
s末的速度大小之比是1∶2∶3
D．物体的质量越大，加速度越大
2、一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2
kg的小球从一定的高度自由下落，测得其在第5
s内的位移是18
m，则(　　)
A．小球在2
s末的速度是20
m/s
B．小球在第5
s内的平均速度是3.6
m/s
C．小球在第2
s内的位移是20
m
D．小球在5
s内的位移是50
m
3、一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它最后1
s内的位移为15
m(g取10
m/s2)，则它开始下落时距地面的高度为(
)
A．31.25
m
B．11.25
m
C．20
m
D．25
m
4、一竖直的墙壁上AE被分成四个相等的部分，一物体由A点从静止释放做自由落体运动，如图所示，下列结论正确的是(　　)
A．物体到达各点的速率vB∶vC∶vD∶vE＝1∶2∶3∶4
B．物体通过每一部分时，其速度增量vB－vA＝vC－vB＝vD－vC＝vE－vD
C．物体从A到E的平均速度v＝vB
D．物体从A到E的平均速度v＝vC
5、将一个小球从报废的矿井口由静止释放后做自由落体运动，4
s末落到井底．该小球开始下落后第2
s内和第4
s内的平均速度之比是(　　)
A．1∶3
B．2∶4
C．3∶7
D．4∶16
6、一条悬链长5.6
m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力．则整条悬链通过悬点正下方12.8
m处的一点所需的时间是(g取10
m/s2)(
)
A．0.3
s
B．0.4
s
C．0.7
s
D．1.2
s
7、做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1∶3,下落高度之比为1∶2,甲乙同时下落,g取10
m/s2,则(　　)
A.下落加速度之比为1∶3
B.下落过程中甲乙速度大小始终相等
C.下落时间之比为1∶2
D.甲落地前,甲乙间距离逐渐增大
8、如图所示是用照相机对一小球做自由落体运动频闪拍摄的照片，符合实际的是(　　)
二、多项选择题
9、小明发现从核桃树上同一高度一颗核桃和一片树叶同时从静止落下，下列说法正确的是(　　)
A．核桃和树叶的运动都是自由落体运动
B．核桃先落地是由于核桃受到的重力较大
C．核桃的运动可近似看成自由落体运动，而树叶的运动则不能看成自由落体运动
D．假如地球上没有空气，核桃和树叶会同时落地
10、物体从离地面45
m高处做自由落体运动(g取10
m/s2),则下列选项中正确的是(　　)
A.物体运动3
s后落地
B.物体落地时的速度大小为20
m/s
C.物体在落地前最后1
s内的位移为25
m
D.物体在整个下落过程中的平均速度为20
m/s
11、甲物体的质量是乙物体质量的3倍，它们在同一高度同时自由下落，则下列说法中正确的是(　　)
A．甲比乙先着地
B．甲比乙的加速度大
C．甲与乙同时着地
D．甲与乙的加速度一样大
12、小红同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出下列四种运动情况进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动符合自由落体运动规律(　　)
　　　
　　　
13、如图，由频闪照片我们可以观察到小球在自由下落过程中间隔相同时间的不同位置．由此，我们可以判断，从某一高度相隔1
s先后释放两个相同的小球甲和乙，不计空气阻力，则(　　)
A．甲、乙两个小球的速度越来越大
B．甲、乙两个小球的距离越来越大
C．甲、乙两个小球的距离总保持不变
D．甲、乙两个小球的距离变化无法判断
三、非选择题
14、从离地面500
m的空中自由落下一个小球,取g=10
m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面?
(2)自开始下落计时,在第1
s内的位移、最后1
s内的位移。
(3)下落时间为总时间的一半时的位移。
15、某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动,当距离地面104m时开始打开降落伞,到达地面时速度减为2.0m/s。如果认为开始打开降落伞直至落地前运动员在做匀减速运动,加速度大小为12
m/s2,g取10
m/s2,求:
(1)运动员打开降落伞时的速度是多少?
(2)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
(3)运动员离开飞机后,经过多长时间才能到达地面?
16、如图所示，一滴雨滴从离地面20
m高的楼房屋檐自由下落，下落途中用Δt＝0.2
s的时间通过一个窗口，窗口的高度为2
m，g取10
m/s2，问：
(1)雨滴落地的速度大小；
(2)雨滴落地前最后1
s内的位移大小；
(3)屋檐离窗的上边框有多高？
17、从离地面80
m的空中自由下落一个小球，g取10
m/s2，求：
(1)经过多长时间小球落地；
(2)自开始下落时计时，在第1
s内和最后1
s内的位移；
(3)下落时间为总时间一半时的位移．
答案与解析
1、C
解析：物体自由落体的加速度为g，大小不变，A、D均错误；由v＝gt可得，v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，C正确；从开始运动三个连续1
s内通过的位移之比为1∶3∶5，B错误．
2、D
解析：设该星球表面的重力加速度为a，则小球在第5
s内的位移是Δs5＝s5－s4＝a(52－42)＝a，即18
m＝a，所以a＝4
m/s2.小球在2
s末的速度v2＝at2＝8
m/s，选项A错误；小球在第5
s内的位移大小是18
m，运动时间是1
s，所以平均速度是18
m/s，选项B错误；小球在第2
s内的位移Δs2＝s2－s1＝×4×22
m－×4×12
m＝6
m，选项C错误；小球在5
s内的位移s5＝×4×52
m＝50
m，选项D正确．
3、C
解析：设物体下落总用时为t，则最后一秒内的位移Δh＝gt
2－g(t－1)2，代入数据求得t＝2
s，故物体下落时距地面的高度h＝gt
2＝20
m，C正确．
4、C
解析：根据s＝gt2，vt＝gt，物体由A点从静止释放，有v＝2gs，所以物体到达各点的速率之比vB∶vC∶vD∶vE＝1∶∶∶，故A错误；物体做加速运动，物体通过每一部分时，所用时间逐渐减少，故速度增量逐渐减小，故B错误；根据自由落体运动的前两段相等时间内的位移比为1∶3，故下落到B点时的时间为总时间的一半，由中间时刻的瞬时速度等于此段时间的平均速度可知，C正确，D错误．
5、C
解析：该小球做自由落体运动，其开始下落后第2
s内和第4
s内的平均速度分别等于1.5
s时刻的瞬时速度和3.5
s时刻的瞬时速度，再根据v＝gt∝t可知，v1.5∶v3.5＝1.5∶3.5＝3∶7，所以该小球开始下落后第2
s内和第4
s内的平均速度之比是3∶7，故选项C正确．
6、B
解析：设悬链的长度为L，从悬点至悬点正下方12.8
m处的一点的高度为h，经t1悬链的下端经过该点，经t2悬链的上端经过该点，则h－L＝gt，得t1＝＝
s＝1.2
s，h＝
gt，得t2＝＝
s＝1.6
s，则Δt＝t2－t1＝0.4
s，故B正确．
7、B
解析：做自由落体运动的物体,其加速度相同,均为自由落体加速度;根据h=gt2可求出下落时间之比为1∶,故A、C错误。根据v=gt可知下落过程中甲乙速度大小始终相等,故B正确。甲、乙同时下落,在相等的时间内它们下落的位移相等,甲落地前,两者间距离不变,故D错误。
8、D
解析：自由落体运动是匀加速直线运动，因此照片中相邻小球间的距离会逐渐增大，故D正确．
二、多项选择题
9、CD
解析：从树上落下的核桃所受阻力相对重力来说很小，可看成做自由落体运动，而从树上落下的树叶所受阻力相对重力来说较大，不能看成做自由落体运动，选项A、B错误，C正确；假如地球上没有空气，则核桃和树叶不受空气阻力，都做自由落体运动，下落快慢相同，同时落地，选项D正确．
10、AC
解析：由h=gt2代入数据得,物体运动时间t=3
s,选项A正确;由v=gt代入数据得,落地速度v=30
m/s,选项B错误;前2
s内的位移h2=g=×10×4
m=20
m,故落地前最后1
s内的位移Δh=h-h2=25
m,选项C正确;由=代入数据得,整个下落过程中的平均速度为=
m/s=15
m/s,选项D错误。
11、CD
解析：由于甲、乙在同一地方，它们下落的加速度均为当地的重力加速度g，故B错，D对．又由于甲、乙从同一高度同时落下，据h＝gt2得两物体同时落地，A错，C对．
12、AD
解析：月球上为真空，羽毛和铁锤下落过程中只受重力作用，v0＝0，故它们的运动符合自由落体运动，A正确；B、C两项中运动员在运动过程中所受空气阻力和水的阻力都不能忽略，故其运动不符合自由落体运动规律，B、C错误；D项中瀑布从山涧下落时空气阻力可以忽略，v0近似认为为零，故可看作自由落体运动，D正确．
13、AB
解析：如图所示，设甲小球在4位置时，乙小球在1位置开始下落，由于频闪照片是经相同时间记录小球的位置，那么当甲小球运动到5位置时，乙小球会运动到2位置；甲小球运动到6位置时，乙小球会运动到3位置，以此类推，从图中就可以读出两个小球运动过程中的距离变化，这个距离是越来越大的．两小球的速度也越来越大．
三、非选择题
14、答案：(1)10
s
(2)5
m　95
m
(3)125
m
解析：(1)由h=gt2得,下落总时间为t==
s=10
s。
(2)小球在第1
s内的位移为h1=g=×10×12
m=5
m。
小球在前9
s内的位移为h2=g=×10×92
m=405
m。
小球从第9
s末到第10
s末的位移即最后1
s内的位移
h3=h-h2=500
m-405
m=95
m。
(3)小球下落时间的一半为t'==5
s
这段时间内的位移为h'=gt'2=×10×52
m=125
m。
15、答案：(1)50
m/s
(2)229
m
(3)9
s
解析：(1)减速过程,根据v2-=2ah可知,运动员打开降落伞时的速度v0==
m/s=50
m/s。
(2)运动员从飞机上跳下到打开降落伞时下落的高度:h'===125
m,
则运动员离开飞机时距地面的高度为125
m+104
m=229
m。
(3)运动员从飞机上跳下到打开降落伞所用的时间:t1===5
s,
打开降落伞到落地所用的时间:t2===4
s
运动员离开飞机后到达地面所用的时间:t=t1+t2=9
s。
16、解析：(1)由题意可知，根据自由落体运动公式h＝gt2
得t＝2
s，
则雨滴落地的速度v＝gt＝20
m/s.
(2)雨滴在第1
s内的位移为h1＝gt＝5
m
则雨滴落地前最后1
s内的位移大小为
h2＝h－h1＝15
m.
(3)由题知窗口的高度为h3＝2
m设屋檐距窗口上边框h0，雨滴从屋檐运动到窗的上边框时间为t0，
则h0＝gt
又h0＋h3＝g(t0＋Δt)2
联立解得h0＝4.05
m.
答案：(1)20
m/s
(2)15
m
(3)4.05
m
17、解析：(1)由s＝gt2得，下落总时间为
t＝＝
s＝4
s.
(2)小球第1
s内的位移为
s1＝gt＝×10×12
m＝5
m
小球前3
s内的位移为
s3＝gt＝×10×32
m＝45
m
小球从第3
s末到第4
s末的位移，即最后1
s内的位移为s4＝s－s3＝80
m－45
m＝35
m.
(3)小球下落时间的一半为t′＝＝2
s
这段时间内的位移为
s′＝gt′2＝×10×22
m＝20
m.
答案：(1)4
s
(2)5
m　35
m
(3)20
m