2.5自由落体运动 课时练（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
2.5自由落体运动
课时练（解析版）
1．如图，甲、乙两同学通过实验测量人的反应时间：甲用两个手指轻轻捏住量程为的木尺上端，让木尺自然下垂，乙把手紧靠在尺下端刻度处（未碰到尺）。甲突然松手，乙看到尺子下落后快速用手指夹尺子，若夹住尺子位置的刻度为，已知当地的重力加速度大小为，则乙的反应时间为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．甲、乙两个小球，大小相同，由于材料不同，甲球的质量比乙球的质量大。现以相同的初速度同时将它们竖直上抛，设运动中它们受到的空气阻力大小不变且相等，下列说法中正确的是（
）
A．甲球上升的高度比乙球上升的高度大
B．甲球上升的高度比乙球上升的高度小
C．甲、乙两球上升的高度相等
D．条件不足，无法比较两球的上升高度
3．一个小球做自由落体运动，取g=10m/s ，下列说法正确的是（　　）
A．小球下落过程中，加速度越来越大
B．小球在下落的第一个1m、第二个1m、第三个1m高度所用时间之比为1：2：3
C．小球在下落的第4s内的位移大小是80m
D．小球在下落的第4s初的速度大小是30m/s
4．甲、乙两个物体做自由落体运动，已知甲的重力是乙的重力的2倍，甲距地面高度是乙距地面高度的，则（　　）
A．甲的加速度是乙的2倍
B．甲落地的速度是乙的
C．各落下ls时，甲、乙的速度相等
D．各落下lm时，甲的速度大于乙的速度
5．一个物体从某一高度开始做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰为它最后一秒内位移的，g取10m/s2，则它开始下落时距地面的高度为（　　）
A．15m
B．25m
C．35m
D．45m
6．以一定的初速度从地面竖直向上抛出一个物体，空气的阻力不计，则（　　）
A．物体在上升阶段与下降阶段的加速度相同
B．物体在经过空中同一位置时的速度相同
C．上升阶段的时间小于下降阶段的时间
D．物体上升到最高点时的速度为零，加速度也为零
7．小球甲、乙的质量分别为和，同时从高的塔顶自由下落，取，空气阻力不计，下列说法中错误的是（　　）
A．小球甲第1秒内下落的距离是
B．小球甲最后1秒内平均速度是
C．小球乙第2秒内的位移比第1秒内的位移多
D．甲、乙两个小球同时落地
8．如图所示的“反应时间尺”是由标有刻度和A、B两点的金属直尺构成。测量反应时间时，小张用拇指和食指捏着“反应时间尺”中的一点，并使直尺竖直悬着，小王将拇指和食指作出捏另一点的样子，但不能触到直尺。现小张松手释放直尺，小王看到直尺开始下落就立即捏住直尺，根据尺上标度就可以直接读出小王反应时间。下列说法正确的是（　　）
A．开始测量时，小张捏A点，小王手指处于B点
B．小王反应时间越短，则捏住时直尺下落的速度越小
C．若测出小王的反应时间为100ms，则直尺下落的高度约为10cm
D．图中0至100ms标度之间的距离应为100至200ms标度之间距离的
9．如图所示，天花板上有一根极短的轻绳拴着一根长的铁链，距离铁链正下方处竖直放置一根长度也为h、内径比铁链直径大的钢管。某时刻剪断轻绳，铁链由静止开始下落。不计空气阻力，，则（　　）
A．铁链进入钢管时的速度大小为2m/s
B．铁链上端穿出钢管时的速度大小为
C．铁链通过钢管的时间为0.3s
D．铁链通过钢管的时间为0.1s
10．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
11．将一物体从地面竖直向上抛出，又落回抛出点，运动过程中空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（
）。
A．上升过程和下落过程，时间相等、位移相同
B．物体到达最高点时，速度和加速度均为零
C．整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同
D．不管竖直上抛的初速度如何改变（已知初速度）,则物体上升过程中最后时间内的位移总是不变的
12．物体作自由落体运动，重力加速度g=10m/s2。则（　　）
A．第2s末的速度为20m/s
B．前2s内的位移为25m
C．第2s内的位移为15m
D．前2s内的平均速度为10m/s
13．跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做加速度为10m/s2的匀加速直线运动，当加速下落180米的距离时，打开降落伞，伞张开后运动员就以14m/s2的加速度做匀减速运动，到达地面时速度为4m/s，问:
（1）运动员离开飞机时速度近视为零，则他打开降落伞时的瞬时速度是多少
（2）离开飞机直至到达地面，所用的总时间为多少
（3）运动员从多高地方离开飞机做跳伞表演
14．某人在25高的阳台上以20的速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，取10。试求：
（1）小球经过多少时间到达最高点？
（2）最高点离地面的高度？
（3）小球从抛出到落到地面所经历的时间？
15．一个物体从某个高度做自由落体运动，它在最初0.5s内的位移恰好等于它最后1s内位移的。（g取10m/s2）求：
(1)最初0.5s内下落的距离；
(2)最后1s的平均速度的大小和方向；
(3)物体在空中运动的时间。
16．若火箭由静止发射竖直升空时加速度大小为100m/s2，第1s末从火箭掉出一可视为质点的碎片，忽略空气阻力，取≈10.5，g=10m/s2，求：
(1)碎片最高可上升到的高度；
(2)碎片从运载火箭上掉出之后到落地面的时间。
参考答案
1．B
【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
故选B。
2．A
【详解】
根据牛顿第二定律得，加速度
因为甲球的质量大，则甲球的加速度小，根据
知，甲球上升的高度比乙球上升的高度大。故A正确，BCD错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．自由落体运动的加速度始终为重力加速度，即不变，故A错误；
B．由匀变速直线运动的规律可知，小球在下落的第一个1m、第二个1m、第三个1m高度所用时间之比为，故B错误；
C．小球在下落的第4s内的位移大小是
故C错误；
D．小球在下落的第4s初的速度大小
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．甲乙均做自由落体运动，甲乙的加速度相等，均为重力加速度，故A错误；
B．由公式可得
知，甲的高度是乙的高度的一半，则甲落地的速度是乙的速度为，故B错误；
C．根据v=gt知，各下落1s时，甲乙的速度相等，故C正确；
D．根据v2=2gh知，各落下1m，甲乙的速度相等，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
做自由落体运动的物体，第一秒内的位移为
则物体的总位移为
最后一秒前的位移
最后一秒的位移
联立三式可得
故选D。
6．A
【详解】
A．物体在上升和下落运动中都只受重力作用，加速度为g，A正确；
B．竖直上抛运动，上升运动是匀减速直线运动，下落运动是自由落体运动，两个运动具有对称性，所以经空中同一位置时的速度大小相等，方向相反，所以两个速度不相同，B错误；
C．上升和下落运动中的时间相等，C错误；
D．物体上升到最高点时的速度是零，可加速度为g，D错误。
故选A。
7．B
【详解】
A．小球甲第1秒内下落的距离是
A正确，不符合题意；
B．两球下落的时间均为
小球甲最后1秒内平均速度是
B错误，符合题意；
C．小球乙第2秒内的位移比第1秒内的位移多
C正确，不符合题意；
D．自由落体运动的加速度与重力大小无关，则甲、乙两个小球同时落地，D正确，不符合题意。
故选B。
8．BD
【详解】
A．本实验小王同学在直尺下方做捏尺准备，但手不碰到尺，可以测量的是小王同学的反应时间，直尺下降的时间就是小王同学的反应时间，所以在开始测量时，小张捏B点，小王手指处于A点，故A错误。
B．根据
可知小王的反应时间越短，则捏住时直尺下落的速度越小，故B正确。
C．根据
可知，若测出小王的反应时间为100ms=0.1s，则直尺下落的高度约为
故C错误；
D．根据
可知，0至100ms标度之间的距离应为0至200ms标度之间距离的，所以0至100ms标度之间的距离应为100至200ms标度之间距离的；故D正确；
故选BD。
9．AD
【详解】
A．铁链进入钢管时的速度大小为
A正确；
B．铁链上端穿出钢管时的速度大小为
B错误；
CD．铁链通过钢管的时间为
C错误，D正确。
故选AD。
10．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。
11．CD
【详解】
A.根据对称性可知，上升过程和下落过程的时间相等、位移大小相等、方向相反，则位移不同，故A错误。
B.物体到达最高点时，速度为零，加速度为g，故B错误。
C.根据
△v=gt
知t相同，则整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量相同，故C正确。
D.
反向看，物体上升过程中最后1s内的位移：
与初速度无关，故D正确。
12．ACD
【详解】
A．第2s末的速度为
v2=gt2=10×2m/s=20m/s
A正确；
B．前2s内的位移为
B错误；
C．第2s内的位移为
C正确；
D．前2s内的平均速度为
D正确。
故选ACD。
13．(1)
60m/s；(2)10s；(3)
308m
【详解】
(1)运动员打开伞前做自由落体运动，根据
代入数据可得运动员打开伞时所用的时间
t1=6s
所以运动员打开降落伞时的瞬时速度是
v1=gt1=10×6=60m/s
(2)打开伞后运动到达地面的时间为
离开飞机时到达地面的所用的总时间为
t=t1+t2=10s
(3)运动员做匀减速运动的下落位移为x1，则
v22-v12=2ax1
解得
x1=128m
所以运动员离开飞机时距地面高度为
x=x1+h=308m
14．（1）2s；（2）45m；（3）5s
【详解】
解：（1）小球上升到最高点所用时间为
（2）小球从抛出点到最高点的位移为
最高点离地面的高度
H=h+h1=25m+20m=45m
（3）小球从最高点落到地面的时间为
小球从抛出到落到地面所经历的时间为
t=t1+t2=2s+3s=5s
15．(1)1.25m；(2)20m/s，竖直向下；(3)2.5s
【详解】
(1)最初0.5s内下落的距离
(2)最后1s位移
最后1s的平均速度
方向竖直向下
(3)设物体在空中运动的时间为t，得
16．(1)550m；(2)20.5s
【详解】
(1)前1s碎片做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a=100m/s2，方向竖直向上，1s末碎片的速度为
v=at=100m/s
位移为
碎片掉出后以100m/s的初速度做竖直上抛运动，上升的高度为
碎片最高可上升到距地面的高度为
H=x1+h=550m
(2)碎片从运载火箭上脱落后上升所用时间：
设从最高点下落到地面的时间为t2，则
则碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面需要的时间为
t=t1+t2=20.5s