3.3匀变速直线运动实例-自由落体运动同步练习题（Word版含答案）

3.3匀变速直线运动实例-自由落体运动同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修一物理
一、单选题
关于自由落体运动下列说法正确的是
A. 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
B. 在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律不同
C. 物体做自由落体运动位移与时间成正比
D. 伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是把实验和逻辑推理包括数学演算和谐地结合起来
庐山瀑布被著名诗人李白夸张成“飞流直下三千尺”。若瀑布高度真有三千尺提示：三尺为，下落的初速度和空气阻力都忽略不计，则水落到地面的速度大约为
A. B. C. D.
学生课桌的高度大约为，若一块橡皮自桌边自由下落，其下落到地面的时间约为
A. B. C. D.
雨后，屋檐还在不断滴着水滴。如图所示，小红同学认真观察后发现，这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落，每隔相等时间滴下一水滴，水滴在空中的运动情况都相同，某时刻起，第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时，第颗水滴恰欲滴下。她测得，屋檐到窗台下边沿的距离为，窗户的高度为。不计空气阻力的影响。则下列结论正确的是
A. 水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小
B. 每隔滴下一水滴
C. 水滴经过窗户的时间
D. 水滴经过窗户的平均速度为
关于自由落体运动，下列说法正确的是
A. 伽利略最早通过实验和逻辑推理得出了自由落体运动是匀变速运动
B. 自由落体运动的位移与下落时间成正比
C. 无风晴天时高处下落的树叶做自由落体运动
D. 自由落体的加速度在地球上各处是相等的
关于自由落体运动，下列说法正确的是
A. 物体从静止开始下落的运动就叫做自由落体运动
B. 自由落体运动是物体不受任何作用力的运动
C. 从静止开始下落的小钢球，因受空气阻力作用，不能看成自由落体运动
D. 从树上落下的树叶，因受空气阻力作用，不能看成自由落体运动
一个小球做自由落体运动，取，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、第二个、第三个高度所用时间之比为
C. 小球在下落的第内的位移大小是
D. 小球在下落的第初的速度大小是
下列关于自由落体运动的说法中，正确的是
A. 下落过程中，物体每秒速度增加
B. 物体刚下落时，速度和加速度都为零
C. 物体越重，下落得越快
D. 自由落体运动是一种初速度不为零的匀加速直线运动
关于自由落体运动，正确的说法是
A. 自由落体运动的快慢与物体质量的大小有关
B. 自由落体运动是一种匀变速运动
C. 在地球表面上，各处的重力加速度大小都相等
D. 在地球表面上，只有赤道处的重力方向才是准确的竖直向下
一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了，不计空气阻力，取，下列说法正确的是
A. 跳水者在第末速度大小为
B. 跳水者在第内的位移大小为
C. 跳水者在内的平均速度大小为
D. 悬崖的高度为
二、填空题
某同学用图所示的装置测定重力加速度：
电火花计时器的工作电压为______，打点周期是______
打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．选填“甲”或“乙”
纸带上取连续的至点为计时点，由纸带上所给的数据可计算出实验时的加速度为______ ．
当地的重力加速度数值为，请列出测量值与当地重力加速度的实际值有差异的一个原因______
质量为的弹性小球从高为处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上，碰撞后弹回到高处，碰撞时间为，则小球与水平板碰撞过程中动量变化大小为____________，小球与水平板间的平均撞击力大小为___________．
某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．
请指出该同学在实验操作中存在的明显错误或不当指出一处即可：______
该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点、、、、、为计数点，测得点到、、、、的距离分别为、、、、若打点的周期为，则打点时重物速度的表达式为______；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方与距离的关系图线，如图丙所示，则重力加速度______．
三、计算题
从离地面的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取．
小球经过多长时间落到地面？
自小球开始下落开始计时，求小球在最初内及最后内的位移大小．
求小球下落时间为下落总时间的一半时的位移大小．
一质点从距离地面的高度自由下落，重力加速度，求：
质点落地时的速度；
下落过程中质点的平均速度；
最后内质点走过的位移大小．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题的关键是掌握自由落体运动的性质与规律，了解与之相关的物理学史问题。
【解答】
当物体的初速度为零且只在重力的作用下运动叫做自由落体运动，此时物体的加速度等于重力加速度，做初速度为零的匀加速直线运动，故AB错误；
C.根据可知，位移与时间的平方成正比关系，故C错误；
D.伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
水的运动看成自由落体运动，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出水落到地面的速度。
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，结合运动学公式灵活求解。
【解答】
水下落的高度，根据得，水落到地面的速度。故B正确，ACD错误。
故选B。

3.【答案】
【解析】解：得物体落地时间为：
故ACD错误，B正确；
故选：。
物体做自由落体运动，根据列式求解。
本题考查自由落体运动，关键是熟练掌握其规律和推论，并能根据已知条件，灵活应用。
4.【答案】
【解析】
【分析】
水滴做自由落体运动，根据，求出水滴到达窗台时的速度大小。
根据分别求出水滴从自由下落到窗户上边缘和下边缘的时间，两时间之差为水滴经过窗户的时间。
解决本题的关键掌握自由落体运动的速度位移公式 和位移时间公式。根据水滴从自由下落到窗户下边缘和上边缘的时间之差求通过窗户的时间比较简便。
【解答】
A.水滴下落至窗台通过的距离为
由
得 ，故水滴到达窗台下沿的速度大小为，故A错误；
B.水滴下落至窗台的时间为
第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时，第颗水滴恰欲滴下，此时共个时间间隔，可知相邻的水滴滴下的时间间隔：，故B错误；
C.水滴下落至窗户上边缘的时间为：，水滴经过窗户的时间为：，故C错误；
D.经过窗台的平均速度 ，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
伽利略在研究自由落体运动时，首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，根据进行分析。
【解答】
A.伽利略在研究自由落体运动时，首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，最早地把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而得出了自由落体运动是匀变速运动，故A正确；
B.由自由落体运动运动规律可得，自由落体运动的位移与下落时间有，故与成正比，故B错误；
C.无风晴天时高处下落的树叶除受到自身重力外，还受到空气阻力的作用，所以不是自由落体运动，故C错误；
D.自由落体的加速度在地球上各处是不相等的，大小与物体位置所在的纬度有关，随着纬度的升高而增大，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
自由落体运动仅受重力，做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动。
【解答】
自由落体运动初速度为零，仅受重力，所以物体从静止开始运动，不一定自由落体运动，故AB错误；
从静止开始下落的小钢球，所受空气的阻力远小于重力，影响很小，可以忽略，可以看成自由落体运动，否则不能看成自由落体运动，故C错误，D正确；
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
小球做自由落体运动，下落过程中，加速度不变；根据自由落体运动运动的规律得到小球在下落的第一个、第二个、第三个高度所用时间之比、小球在下落的第内的位移大小以及小球在下落的第初的速度大小。
把握自由落体运动的规律是解题的关键。
【解答】
A.由于小球做自由落体运动，加速度为重力加速度，故A错误；
B.根据，得：，解得小球在下落的第一个、第二个、第三个高度所用时间之比为，故B错误；
C.小球在下落的第内的位移大小等于前的位移减去前的位移，即，故C错误；
D.小球在下落的第初的速度大小即小球在下落的第末的速度大小：，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】
【分析】
自由落体运动做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，物体刚开始下落时，初速度为零，加速度不为零。
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，知道自由落体运动的快慢与质量无关。
【解答】
A.因为加速度为，所以物体每秒速度增加，故A正确。
B.物体刚开始下落时，初速度为零，加速度不为零。故B错误。
C.物体下落的快慢与物体的质量无关，故C错误。
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。故D错误。
故选：。

9.【答案】
【解析】
【分析】
自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力．不管轻重如何，加速度相等，都为。
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，知道自由落体运动是初速度为零，加速度为的匀加速直线运动。
【解答】
A.不管轻重如何，物体自由下落的加速度相等，下落快慢相同，故A错误；
B.自由落体运动是一种匀变速运动，故 B正确；
C.同一地点，自由落体运动的加速度相等，随纬度的增大增大，随高度的增加减小，故C错误；
D.在地球表面上，重力方向总是竖直向下的，故D错误。
故选B。

10.【答案】
【解析】解：、根据知第末速度，故A正确。
B、根据得，跳水者在第内的位移大小为，故B错误。
C、入水的速度，平均速度，故C错误。
D、根据得，，故悬崖的高度为，故D错误。
故选：。
根据自由落体运动的位移时间公式求出悬崖的高度，根据求出速度，平均速度。
解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为，加速度为的匀加速直线运动。
11.【答案】 乙 重物与纸带受到摩擦阻力和空气阻力
【解析】解：电火花计时器的工作电压为，打点周期是．
从图上看出，从乙端往甲端，相邻的计数点距离越来越大，也就说明纸带速度越来越大．
由于重物下落速度逐渐变大，所以打点计时器先打出点，而与重物相连的纸带一端在实验时是处于下端，也就是计时器先打点的位置，所以纸带的乙端与重物相连．
根据运动学公式得：，
．
当地的重力加速度数值为，大于实验测出的加速度，所以重物下落过程中除了重力还受到了向上的阻力，这个阻力主要是重物与纸带受到摩擦阻力和空气阻力．
故答案为：，
乙
重物与纸带受到摩擦阻力和空气阻力
了解实验的装置和工作原理．
清楚重物的运动过程和速度的变化，再判断纸带的哪一段与重物相连．
若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的加速度．
对于纸带数据的处理，要注重匀变速直线运动规律的应用．
要注意实际操作时哪些问题的存在对实验具有影响，从动力学角度加以分析．
12.【答案】
【解析】
【分析】
根据速度位移公式求出小球与地面碰撞前后的速度，结合动量的表达式求出碰撞前后的动量．根据动量定理求出水平面对小球的平均作用力
本题考查动量定理的应用，要注意在用动量定理解题的时候要注意动量定理是矢量式，一定要规定正方向，注意各物理量的正负是正确解题的关键．
【解答】
由于小球做自由落体运动，则其与水平面碰撞前的速度为：
，方向竖直向下；
所以与水平面碰撞前的动量为： ，方向竖直向下．
与水平面碰后，小球做竖直上抛运动，上升的最大高度为，则碰后小球速度为：，方向竖直向上；
此时小球的动量为： ，方向竖直向上。
设向上为正方向，动量变化量 。
根据动量定理，合外力的冲量等于物体动量的变化．小球所受外力有重力和水平面对它的弹力，
则有：
得：，方向竖直向上。
故答案为： 。
13.【答案】打点计时器用了直流电或释放重物前重物未靠近打点计时器；；。
【解析】解：打点计时器应接交流电源，重物释放时应紧靠打点计时器；
利用匀变速直线运动的推论
速度的二次方与距离的关系图线的斜率为
所以．
故答案为：
打点计时器用了直流电或释放重物前重物未靠近打点计时器
，．
打点计时器应接交流电源，释放的重物应紧靠打点计时器；匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．可以通过求段的平均速度表示点的瞬时速度．根据，结合图象求出重力加速度．
了解实验的装置和工作原理；对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律．
14.【答案】解：由，得落地时间：
最初内的位移大小为：
因为从开始运动起前内的位移大小为：
所以最后内的位移大小为：
下落时间为下落总时间的一半，即下落时间，此时小球的位移大小为：。
【解析】解决本题的关键掌握自由落体运动的位移公式。
根据自由落体的位移公式求下落时间；
根据自由落体的位移公式求最初内内的位移。最后的位移可以用总位移减去最后之前的位移；
根据自由落体的位移公式求解。
15.【答案】解：根据速度位移公式得，，
解得；
根据平均速度的推论知，；
依据运动学公式，设落地时间为，则有：
最后一秒的初速度为
最后内的位移．
答：质点落地时的速度为；
下落过程中质点的平均速度为；
最后内质点走过的位移大小为．
【解析】根据速度位移公式求出质点落地的速度，根据平均速度的推论求出下落过程中质点的平均速度．采用运动学公式求出最后内质点的位移大小．
解决本题的关键知道自由落体运动做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，结合运动学公式和推论灵活求解，基础题．
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