2.4自由落体运动 同步训练-2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 2.4自由落体运动 同步训练-2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 258.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-02 07:20:21 | ||
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文档简介
2.4自由落体运动
一、单项选择题（下列选项中有一个选项满足题意）
1.下列说法正确的是( )
A．重的物体的g值大
B．g值在地面任何地方一样大
C．g值在赤道处大于南北两极处
D．同一地点的不同质量的物体g值一样大
2.关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B．从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C．雨滴下落的过程是自由落体运动
D．从水龙头上滴落的水滴下落的过程可近似看作自由落体运动
3. 在大枣红了的时候，几个小朋友正在大枣树下用石块投向枣树，若某个小朋友从看到石块击中枣树树枝到听到大枣的落地声最少需要0.7s，估算一下这棵枣树的高度至少是( )
A．1.5m B．2.5m
C．5m D．7m
4. 如图所示，将石块从井口由静止释放，2 s末听到了石块落水的声音，忽略空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2，则水面到井口的高度差约为( )
A．25 m B．20 m
C．15 m D．10 m
5. 一小球自高空释放做自由落体运动，经过2 s恰好落地。则小球第1 s内和第2 s内的位移之比是( )
A．1∶2 B．2∶3
C．3∶5 D．1∶3
6、下列各图中，以竖直向上为正方向，其中表示物体做自由落体运动的是( )
二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
7、关于重力加速度的下列说法正确的是( )
A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2
B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大
C．在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
8、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30 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
9、、滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时，测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，g取10m/s2，则( )
A．水龙头距人耳的距离至少为34m
B．水龙头距盘子的距离至少为0.05m
C．重力加速度的计算式为
D．重力加速度的计算式为
10、如图所示，甲、乙两物体同时从离地高度为2H和H的位置自由下落，不计空气阻力，甲的质量是乙质量的2倍，则( )
A．甲落地的时间是乙落地时间的2倍
B．甲落地时的速率是乙落地时速率的倍
C．甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变
D．甲、乙落地之前，加速度不断增大
三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
11、跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下自由落下，某同学用手机的连拍功能，连拍了多张照片，测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.4 m和1.8 m．求：从运动员刚跳下跳台到拍摄两张照片的时间比．
12、如图所示，直杆长L1＝0.5 m，圆筒高为L2＝2.5 m。直杆位于圆筒正上方H＝1 m处。直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿过圆筒。试求：(取g＝10 m/s2，＝2.236)
(1)直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度v1的大小；
(2)直杆穿过圆筒所用的时间t。
13、比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h1＝6.8m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间t1＝0.2s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
(1)求小球下球过程中，通过第一层的平均速度大小；
(2)求斜塔离地面的总高度h。
14、如图所示，2020年11月30日，我国嫦娥五号探测器在月面成功着陆。嫦娥五号着陆的最后过程为缓速下降阶段与自由下落阶段。假设缓速下降阶段的高度是距月面32 m到4 m，下降过程可视为做匀减速运动，其加速度大小a＝3.5m/s2，在距月面4 m处速度减为0，然后探测器关闭发动机，使探测器做“自由落体运动”，精确落到月球表面的落月点。若月球表面的重力加速度取gm＝1.6m/s2。试求探测器：
(1)在速度减为0之后，自由下落阶段的时间t；
(2)缓速下降阶段的初始速度大小v0；
(3)速度大小为7 m/s时距月面的高度h。
参考答案
1.答案：D
解析：自由落体运动的位移为h＝gt2，可得1 s内的位移与2 s内的位移之比为1∶4，故第1 s内和第2 s内的位移之比是1∶3，D正确。
2.答案：B
解析：设井口离水面的高度为h，下落时间为t，石块做自由落体运动，则
h＝gt2＝×10×22 m＝20 m，故选B。
3.答案：B
解析：红枣从树枝上脱落可认为做自由落体运动，下落时间t＝0.7s，根据h＝gt2，h≈2.5m，所以树高至少2.5m，选项B正确。
4.答案 D
解析 紧扣自由落体运动的两个关键点：①只受重力，空气阻力可忽略；②由静止开始下落。由此可知，A错误；从水平飞行的飞机上释放的物体不是由静止下落的，所以不是自由落体运动，B错误；雨滴在空中下落时运动距离很长，速度很大，空气阻力不能忽略，故雨滴下落的过程不是自由落体运动，C错误；从水龙头上滴落的水滴下落的高度较小，速度较小，空气阻力可以忽略，下落过程可近似看作自由落体运动，D正确。
5.答案：D
解析：自由落体运动的加速度g是由重力产生的，重力加速度与物体的质量无关，故A错误；地面的物体的重力加速度受纬度和海拔的影响，纬度越高重力加速度越大，赤道处小于南北两极处的重力加速度，故B、C错误；同一地点轻重物体的g值一样大，D正确．
6.答案：B
解析：v的方向向下，为负，且v∝t，易知B正确．
7.答案：BCD
解析：重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右，A错误，B正确；在地球表面同一地点同一高度，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，C、D正确．
8.答案 ABC
解析 由h＝gt2，得t＝＝3 s，落地速度v＝gt＝30 m/s，最后1 s内的位移Δh＝gt－gt＝25 m，全程的平均速度＝＝ m/s＝15 m/s，A、B、C正确，D错误。
9.答案：BD
解析：从自由落体运动位移公式出发进行分析。只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1s，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关(只要人耳能够听到声音)。在0.1s内，水滴下落的距离h＝gt＝×10×0.12m＝0.05m，即水龙头距盘子的距离至少应为0.05m，故A错，B对；n次响声对应(n－1)个水滴下落后用的时间，所以一个水滴下落时间为t1＝，由h＝gt得，g＝＝h，故C错，D正确。
10.答案：BC
解析：甲落地的时间t甲＝，乙落地的时间t乙＝，所以甲落地的时间是乙落地时间的倍，故A错误；根据v＝可知，甲落地时的速率是乙落地时速率的倍，故B正确；根据h＝gt2可知经过相等的时间两个物体下落的高度相等，所以甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变，故C正确；甲、乙落地之前，加速度均为g，故D错误．
11.答案：1∶
解析：由题意知，两张照片中运动员与其刚跳下跳台时的距离分别为h1＝5 m－3.4 m＝1.6 m
h2＝5 m－1.8 m＝3.2 m
由于h2－h1＝h1
故由自由落体运动的推论知，所求时间之比为＝ .
12.答案： (1)4.47 m/s (2)0.45 s
解析：(1)杆做自由落体运动，由运动学知识得v＝2gH，
解得v1＝ m/s＝ m/s≈4.47 m/s。
(2)设从开始到直杆下端到达圆筒上端开口处所用的时间为t1，
则H＝gt，
设从开始到直杆上端离开圆筒下端开口处所用的时间为t2，
则H＋L2＋L1＝gt，
由题意得t＝t2－t1，
由以上三式联立，解得t≈0.45 s。
13.答案：(1)34m/s (2)61.25m
解析：(1)＝＝34m/s
(2)设小球到达第一层时的速度为v1，则有
h1＝v1t1＋gt，得v1＝
代入数据得v1＝33m/s
塔顶离第一层的高度h2＝＝54.45m
所以塔的总高度h＝h1＋h2＝61.25m
14.答案：(1) s (2)14 m/s (3)11 m
解析：(1)自由下落的距离h2＝4 m，根据h2＝gmt2
解得t＝ s
(2)缓速下降阶段的高度为h1＝32 m－4 m＝28 m
根据v＝2ah1
解得v0＝14 m/s
(3)速度大小为v＝7 m/s时下落的高度为h3，则有v－v2＝2ah3
解得h3＝21 m
则距离月球表面的高度为h＝32 m－21 m＝11 m
一、单项选择题（下列选项中有一个选项满足题意）
1.下列说法正确的是( )
A．重的物体的g值大
B．g值在地面任何地方一样大
C．g值在赤道处大于南北两极处
D．同一地点的不同质量的物体g值一样大
2.关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动
B．从水平飞行的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C．雨滴下落的过程是自由落体运动
D．从水龙头上滴落的水滴下落的过程可近似看作自由落体运动
3. 在大枣红了的时候，几个小朋友正在大枣树下用石块投向枣树，若某个小朋友从看到石块击中枣树树枝到听到大枣的落地声最少需要0.7s，估算一下这棵枣树的高度至少是( )
A．1.5m B．2.5m
C．5m D．7m
4. 如图所示，将石块从井口由静止释放，2 s末听到了石块落水的声音，忽略空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2，则水面到井口的高度差约为( )
A．25 m B．20 m
C．15 m D．10 m
5. 一小球自高空释放做自由落体运动，经过2 s恰好落地。则小球第1 s内和第2 s内的位移之比是( )
A．1∶2 B．2∶3
C．3∶5 D．1∶3
6、下列各图中，以竖直向上为正方向，其中表示物体做自由落体运动的是( )
二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
7、关于重力加速度的下列说法正确的是( )
A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2
B．在地球上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大
C．在地球上同一地点同一高度，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
8、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30 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
9、、滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时，后一滴恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时，测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，g取10m/s2，则( )
A．水龙头距人耳的距离至少为34m
B．水龙头距盘子的距离至少为0.05m
C．重力加速度的计算式为
D．重力加速度的计算式为
10、如图所示，甲、乙两物体同时从离地高度为2H和H的位置自由下落，不计空气阻力，甲的质量是乙质量的2倍，则( )
A．甲落地的时间是乙落地时间的2倍
B．甲落地时的速率是乙落地时速率的倍
C．甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变
D．甲、乙落地之前，加速度不断增大
三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
11、跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下自由落下，某同学用手机的连拍功能，连拍了多张照片，测得其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.4 m和1.8 m．求：从运动员刚跳下跳台到拍摄两张照片的时间比．
12、如图所示，直杆长L1＝0.5 m，圆筒高为L2＝2.5 m。直杆位于圆筒正上方H＝1 m处。直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿过圆筒。试求：(取g＝10 m/s2，＝2.236)
(1)直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度v1的大小；
(2)直杆穿过圆筒所用的时间t。
13、比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h1＝6.8m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间t1＝0.2s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
(1)求小球下球过程中，通过第一层的平均速度大小；
(2)求斜塔离地面的总高度h。
14、如图所示，2020年11月30日，我国嫦娥五号探测器在月面成功着陆。嫦娥五号着陆的最后过程为缓速下降阶段与自由下落阶段。假设缓速下降阶段的高度是距月面32 m到4 m，下降过程可视为做匀减速运动，其加速度大小a＝3.5m/s2，在距月面4 m处速度减为0，然后探测器关闭发动机，使探测器做“自由落体运动”，精确落到月球表面的落月点。若月球表面的重力加速度取gm＝1.6m/s2。试求探测器：
(1)在速度减为0之后，自由下落阶段的时间t；
(2)缓速下降阶段的初始速度大小v0；
(3)速度大小为7 m/s时距月面的高度h。
参考答案
1.答案：D
解析：自由落体运动的位移为h＝gt2，可得1 s内的位移与2 s内的位移之比为1∶4，故第1 s内和第2 s内的位移之比是1∶3，D正确。
2.答案：B
解析：设井口离水面的高度为h，下落时间为t，石块做自由落体运动，则
h＝gt2＝×10×22 m＝20 m，故选B。
3.答案：B
解析：红枣从树枝上脱落可认为做自由落体运动，下落时间t＝0.7s，根据h＝gt2，h≈2.5m，所以树高至少2.5m，选项B正确。
4.答案 D
解析 紧扣自由落体运动的两个关键点：①只受重力，空气阻力可忽略；②由静止开始下落。由此可知，A错误；从水平飞行的飞机上释放的物体不是由静止下落的，所以不是自由落体运动，B错误；雨滴在空中下落时运动距离很长，速度很大，空气阻力不能忽略，故雨滴下落的过程不是自由落体运动，C错误；从水龙头上滴落的水滴下落的高度较小，速度较小，空气阻力可以忽略，下落过程可近似看作自由落体运动，D正确。
5.答案：D
解析：自由落体运动的加速度g是由重力产生的，重力加速度与物体的质量无关，故A错误；地面的物体的重力加速度受纬度和海拔的影响，纬度越高重力加速度越大，赤道处小于南北两极处的重力加速度，故B、C错误；同一地点轻重物体的g值一样大，D正确．
6.答案：B
解析：v的方向向下，为负，且v∝t，易知B正确．
7.答案：BCD
解析：重力加速度是矢量，方向竖直向下，与重力的方向相同．在地球表面，不同的地方，g的大小略有不同，但都在9.8 m/s2左右，A错误，B正确；在地球表面同一地点同一高度，g的值都相同，但随着高度的增大，g的值逐渐减小，C、D正确．
8.答案 ABC
解析 由h＝gt2，得t＝＝3 s，落地速度v＝gt＝30 m/s，最后1 s内的位移Δh＝gt－gt＝25 m，全程的平均速度＝＝ m/s＝15 m/s，A、B、C正确，D错误。
9.答案：BD
解析：从自由落体运动位移公式出发进行分析。只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1s，人耳就能分辨出两滴水的击盘声，而与水龙头距人耳的距离无关(只要人耳能够听到声音)。在0.1s内，水滴下落的距离h＝gt＝×10×0.12m＝0.05m，即水龙头距盘子的距离至少应为0.05m，故A错，B对；n次响声对应(n－1)个水滴下落后用的时间，所以一个水滴下落时间为t1＝，由h＝gt得，g＝＝h，故C错，D正确。
10.答案：BC
解析：甲落地的时间t甲＝，乙落地的时间t乙＝，所以甲落地的时间是乙落地时间的倍，故A错误；根据v＝可知，甲落地时的速率是乙落地时速率的倍，故B正确；根据h＝gt2可知经过相等的时间两个物体下落的高度相等，所以甲、乙落地之前，二者之间的竖直距离保持不变，故C正确；甲、乙落地之前，加速度均为g，故D错误．
11.答案：1∶
解析：由题意知，两张照片中运动员与其刚跳下跳台时的距离分别为h1＝5 m－3.4 m＝1.6 m
h2＝5 m－1.8 m＝3.2 m
由于h2－h1＝h1
故由自由落体运动的推论知，所求时间之比为＝ .
12.答案： (1)4.47 m/s (2)0.45 s
解析：(1)杆做自由落体运动，由运动学知识得v＝2gH，
解得v1＝ m/s＝ m/s≈4.47 m/s。
(2)设从开始到直杆下端到达圆筒上端开口处所用的时间为t1，
则H＝gt，
设从开始到直杆上端离开圆筒下端开口处所用的时间为t2，
则H＋L2＋L1＝gt，
由题意得t＝t2－t1，
由以上三式联立，解得t≈0.45 s。
13.答案：(1)34m/s (2)61.25m
解析：(1)＝＝34m/s
(2)设小球到达第一层时的速度为v1，则有
h1＝v1t1＋gt，得v1＝
代入数据得v1＝33m/s
塔顶离第一层的高度h2＝＝54.45m
所以塔的总高度h＝h1＋h2＝61.25m
14.答案：(1) s (2)14 m/s (3)11 m
解析：(1)自由下落的距离h2＝4 m，根据h2＝gmt2
解得t＝ s
(2)缓速下降阶段的高度为h1＝32 m－4 m＝28 m
根据v＝2ah1
解得v0＝14 m/s
(3)速度大小为v＝7 m/s时下落的高度为h3，则有v－v2＝2ah3
解得h3＝21 m
则距离月球表面的高度为h＝32 m－21 m＝11 m