2.4自由落体运动（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.4自由落体运动（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 269.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 11:23:35 | ||
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文档简介
2.4 自由落体运动
一、单选题
1．一位攀岩者的脚踩掉了一块岩石，他的伙伴在悬崖底部，看到岩石约在2s后落到地上。由此根据自由落体运动规律可估测出当时攀岩者离地的高度大约是（ ）
A．10m B．20m C．30m D．40m
2．对自由落体运动的研究是一个漫长的过程，许多物理学家都做出了重要的贡献，下列关于自由落体运动研究过程说法正确的是：（ ）
A．亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同
B．伽利略用实验得到，当斜面倾角增大到小球仍然会保持匀加速直线运动
C．伽利略猜想物体下落速度与时间成正比，并通过直接测量速度进行了验证
D．伽利略的重大贡献是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐结合起来
3．下列有关于运动学方面的说法，正确的是( )
A．加速度反映速度增加的大小
B．匀速直线运动是瞬时速度不变的运动
C．某次铅球比赛中，某运动员以18.1米夺冠，这里记录的成绩是铅球的路程
D．伽利略猜想自由落体速度与下落的时间成正比，并直接用实验进行了验证
4．如图所示，用一把直尺可以测量神经系统的反应速度。现有甲、乙两同学，甲同学用手指拿着一把长50 cm的直尺，乙同学把手放在零刻度线位置做抓尺的准备，当甲同学松开直尺，乙同学见到直尺下落时，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据（尺子下落的距离），重复以上步骤多次。现有乙同学测定神经系统的反应速度得到以下数据（单位：cm），则下列说法正确的是（ ）
A．第一次测量的反应时间最长
B．第一次测量的反应时间为2 s
C．第二次抓住之前的瞬间，直尺的速度约为4 m/s
D．若某同学的反应时间为0.4 s，则该直尺将无法测量该同学的反应时间
5．自由落体运动的v-t图象应是（ ）
A． B．
C． D．
6．一质点做匀加速直线运动，依次经过A、B、C三点，AB=x1，BC=x2，已知质点加速度为a，质点经过AB和BC段所用时间相等，则质点经过AC段的平均速度为（ ）
A． B．
C． D．
7．两块小石头做竖直上抛运动，初速度大小之比为3:4，则它们上升的最大高度和到达最高点所用的时间之比分别为（ ）
A．:2，3:4
B．9:16，:2
C．3:4，9:16
D．9:16，3:4
二、多选题
8．从30m高的楼房的阳台上以20m/s的初速度竖直向上抛出一小球，不计空气阻力，求小球运动到离抛出点20m处所经历的时间可能是（g=10m/s2）（ ）
A．（4+）s B．2s C．4s D．（2+）s
9．关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．竖直向下的运动都是自由落体运动
B．在地球表面上不同的地方，自由落体运动的加速度的大小都相同
C．自由落体运动的加速度的方向总是竖直向下的
D．伽利略通过逻辑推理发现了“重物下落快”说法的矛盾之处
10．关于物体的竖直上抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．上升过程是减速运动，下降过程是加速过程，加速度始终不变
B．上升过程中的加速度小于下降过程中的加速度
C．在最高点时，速度为零，加速度也为零
D．无论上升过程还是下降过程，还是最高点，物体的加速度都是g（重力加速度）
三、实验题
11．某同学学习了“自由落体运动”后，想到既然自由落体也是匀变速直线运动，那就可以设计一自由落体运动来测量自由落体加速度g。于是和同学合作，按照如图甲所示的装置来进行试验。
(1)实验室中电火花计时器是_____仪器。
(2)该同学实验时让重物从静止下落，并且测量了第1、2点的间距接近_____mm，就可以确保重物做的是自由落体运动。
(3)做完实验，选择了一条纸带，并截取了中间某一段，如图乙，已知时间间隔为T。则测量C点速度vC=_____，重力加速度g=_____。（写表达式）
(4)另一同学计算了其中连续5个点的速度，如下表，请在图丙中描绘出该运动的v－t图象__________。
1 2 3 4 5
（） 1.095 1.385 1.475 1.665 1.855
（s） 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
通过图象得出重力加速度g=_____m/s2，产生偏差的原因_____。
12．在探究竖直向下的匀变速直线运动规律的过程中，我们利用电火花计时器记录重物的下落过程，以下是某组同学在该实验中得到的一条纸带，如图所示，已知每两个计数点间的时间间隔是，用刻度尺测得，，，，，。
（1）实验时，下列说法正确的是( )
A．打点计时器的安装放置要求两限位孔在同一竖直线上
B．开始打点计时的时候应先释放纸带再接通电源
C．打点计时器应接在的交流电源上
D．打点计时器应接在的交流电源上
（2）计算出打下点时重物的瞬时速度是________（结果保留两位有效数字）。
（3）根据逐差法求出重物下落的加速度大小________（结果保留三位有效数字）。
（4）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四、解答题
13．一个物体从H高处自由下落，经过最后196 m所用的时间是4 s，求：
(1)物体下落H所用的时间t；
(2)物体着地时的速度．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
根据自由落体公式
ACD错误，B正确。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．亚里士多德认为在同一地点重的物体下落快，故A错误；
B．伽利略猜想斜面倾角增大到小球仍然会保持匀加速直线运动，没有用实验得到，故B错误；
C．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故C错误；
D．在研究自由落体运动的实践中，伽利略的重大贡献是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐结合起来，故D正确．
3．B
【解析】
【详解】
加速度反映速度增加的快慢，选项A错误；匀速直线运动是瞬时速度不变的运动，选项B正确；某次铅球比赛中，某运动员以18.1米夺冠，这里记录的成绩是铅球的位移，选项C错误；伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论．故D错误．故选B.
4．D
【解析】
【详解】
A．尺子下落的时间为该同学的反映时间，根据自由落体规律有
可知尺子下落的距离越大，人的反映时间越长，故第二次测量的反应时间最长，A错误；
B．因为刻度尺的50cm处最先经过人手，所以第一次尺子下落的位移为30cm，根据
可得第一次测量的反应时间为
B错误；
C．第二次抓住之前的瞬间，直尺的速度约
故C错误；
D．若某同学的反应时间为0.4s，则下落的高度
大于该直尺的长度，所以将无法测量该同学的反应时间，故D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
略
6．D
【解析】
【详解】
AC段的位移为：
质点经过AB和BC段所用时间相等，设为t，则：
解得：
平均速度：
D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
竖直上抛运动上升过程是加速度为的匀减速运动，设最大高度为H，则
得
上升时间为
则得，两个石子竖直上抛运动最大高度之比为
上升时间之比为
ABC错误，D正确。
故选D。
考点：考查了竖直上抛运动规律的应用
8．BD
【解析】
【详解】
设向上为正方向，若20m处在抛出点的上方，则=20m，若在抛出点下方20m处，则=-20m，，，根据竖直上抛位移公式
若20m处在抛出点的上方，则有
解得
若在抛出点下方20m处，则有
解得
t=
另一值t=不符合，舍去。
故选BD。
9．CD
【解析】
【详解】
A．只有满足初速度为0，只受重力，竖直向下的运动才是自由落体运动，故A错误；
B．在地球表面上不同的地方，重力加速度不同，所以自由落体运动的加速度的大小不同，故B错误；
C．重力加速度的方向总是竖直向下的，所以自由落体运动的加速度的方向也总是竖直向下的，故C正确；
D．“重物下落快”这一说法的矛盾之处是伽利略通过逻辑推理发现的，故D正确。
故选CD。
10．AD
【解析】
【分析】
【详解】
竖直上抛运动，上升过程是减速运动，下降过程是加速运动，但在其整个运动过程中，只受重力，故在其整个运动过程中，加速度始终为重力加速度g，不会因为上升或是下降而改变，故AD正确，BC错误。
故选AD。
11． 计时 2 9.71 受到阻力的作用
【解析】
【详解】
（1）[1]电火花计时器是计时仪器。
（2）[2]根据
知，测量了第1、2点的间距接近2mm，可以确保重物做的是自由落体运动。
（3）[3] [4]C点的瞬时速度为
根据
运用逐差法得
（4）[5] [6] [7]速度—时间图象如图所示
重力加速度
产生偏差的原因是受到阻力的作用。
12． AC 0.98 9.78 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]A．打点计时器的安装要求两限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔间阻力的影响，故A正确；
B．开始打点计时的时候应先接通电源后释放纸带，故B错误；
CD．电火花计时器应接在交流电源上，故C正确，D错误。
故选AC。
（2）[2]打下点时重物的瞬时速度
（3）[3]根据逐差法得加速度
。
（4）[4]如果在某次实验中，交流电的频率为，，那么实际打点周期变小，根据运动学公式可知偏小，即测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小。
13．（1）7 s（2）68.6 m/s
【解析】
【详解】
试题分析：（1）物体做自由落体运动，根据得
下落时间t时，有
下落时间（t-4s）时，下落高度
又联立解得t=7s
（2）由得
落地是速度为
考点：自由落体运动
【名师点睛】分两次应用自由落体运动的位移公式即可求出结论，题目比较简单．物体做自由落体运动，根据自由落体运动的规律分别对全程和196m之前的位移列式即可求得高度和时间．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．一位攀岩者的脚踩掉了一块岩石，他的伙伴在悬崖底部，看到岩石约在2s后落到地上。由此根据自由落体运动规律可估测出当时攀岩者离地的高度大约是（ ）
A．10m B．20m C．30m D．40m
2．对自由落体运动的研究是一个漫长的过程，许多物理学家都做出了重要的贡献，下列关于自由落体运动研究过程说法正确的是：（ ）
A．亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同
B．伽利略用实验得到，当斜面倾角增大到小球仍然会保持匀加速直线运动
C．伽利略猜想物体下落速度与时间成正比，并通过直接测量速度进行了验证
D．伽利略的重大贡献是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐结合起来
3．下列有关于运动学方面的说法，正确的是( )
A．加速度反映速度增加的大小
B．匀速直线运动是瞬时速度不变的运动
C．某次铅球比赛中，某运动员以18.1米夺冠，这里记录的成绩是铅球的路程
D．伽利略猜想自由落体速度与下落的时间成正比，并直接用实验进行了验证
4．如图所示，用一把直尺可以测量神经系统的反应速度。现有甲、乙两同学，甲同学用手指拿着一把长50 cm的直尺，乙同学把手放在零刻度线位置做抓尺的准备，当甲同学松开直尺，乙同学见到直尺下落时，立即用手抓住直尺，记录抓住处的数据（尺子下落的距离），重复以上步骤多次。现有乙同学测定神经系统的反应速度得到以下数据（单位：cm），则下列说法正确的是（ ）
A．第一次测量的反应时间最长
B．第一次测量的反应时间为2 s
C．第二次抓住之前的瞬间，直尺的速度约为4 m/s
D．若某同学的反应时间为0.4 s，则该直尺将无法测量该同学的反应时间
5．自由落体运动的v-t图象应是（ ）
A． B．
C． D．
6．一质点做匀加速直线运动，依次经过A、B、C三点，AB=x1，BC=x2，已知质点加速度为a，质点经过AB和BC段所用时间相等，则质点经过AC段的平均速度为（ ）
A． B．
C． D．
7．两块小石头做竖直上抛运动，初速度大小之比为3:4，则它们上升的最大高度和到达最高点所用的时间之比分别为（ ）
A．:2，3:4
B．9:16，:2
C．3:4，9:16
D．9:16，3:4
二、多选题
8．从30m高的楼房的阳台上以20m/s的初速度竖直向上抛出一小球，不计空气阻力，求小球运动到离抛出点20m处所经历的时间可能是（g=10m/s2）（ ）
A．（4+）s B．2s C．4s D．（2+）s
9．关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A．竖直向下的运动都是自由落体运动
B．在地球表面上不同的地方，自由落体运动的加速度的大小都相同
C．自由落体运动的加速度的方向总是竖直向下的
D．伽利略通过逻辑推理发现了“重物下落快”说法的矛盾之处
10．关于物体的竖直上抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．上升过程是减速运动，下降过程是加速过程，加速度始终不变
B．上升过程中的加速度小于下降过程中的加速度
C．在最高点时，速度为零，加速度也为零
D．无论上升过程还是下降过程，还是最高点，物体的加速度都是g（重力加速度）
三、实验题
11．某同学学习了“自由落体运动”后，想到既然自由落体也是匀变速直线运动，那就可以设计一自由落体运动来测量自由落体加速度g。于是和同学合作，按照如图甲所示的装置来进行试验。
(1)实验室中电火花计时器是_____仪器。
(2)该同学实验时让重物从静止下落，并且测量了第1、2点的间距接近_____mm，就可以确保重物做的是自由落体运动。
(3)做完实验，选择了一条纸带，并截取了中间某一段，如图乙，已知时间间隔为T。则测量C点速度vC=_____，重力加速度g=_____。（写表达式）
(4)另一同学计算了其中连续5个点的速度，如下表，请在图丙中描绘出该运动的v－t图象__________。
1 2 3 4 5
（） 1.095 1.385 1.475 1.665 1.855
（s） 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
通过图象得出重力加速度g=_____m/s2，产生偏差的原因_____。
12．在探究竖直向下的匀变速直线运动规律的过程中，我们利用电火花计时器记录重物的下落过程，以下是某组同学在该实验中得到的一条纸带，如图所示，已知每两个计数点间的时间间隔是，用刻度尺测得，，，，，。
（1）实验时，下列说法正确的是( )
A．打点计时器的安装放置要求两限位孔在同一竖直线上
B．开始打点计时的时候应先释放纸带再接通电源
C．打点计时器应接在的交流电源上
D．打点计时器应接在的交流电源上
（2）计算出打下点时重物的瞬时速度是________（结果保留两位有效数字）。
（3）根据逐差法求出重物下落的加速度大小________（结果保留三位有效数字）。
（4）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四、解答题
13．一个物体从H高处自由下落，经过最后196 m所用的时间是4 s，求：
(1)物体下落H所用的时间t；
(2)物体着地时的速度．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
根据自由落体公式
ACD错误，B正确。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．亚里士多德认为在同一地点重的物体下落快，故A错误；
B．伽利略猜想斜面倾角增大到小球仍然会保持匀加速直线运动，没有用实验得到，故B错误；
C．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故C错误；
D．在研究自由落体运动的实践中，伽利略的重大贡献是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐结合起来，故D正确．
3．B
【解析】
【详解】
加速度反映速度增加的快慢，选项A错误；匀速直线运动是瞬时速度不变的运动，选项B正确；某次铅球比赛中，某运动员以18.1米夺冠，这里记录的成绩是铅球的位移，选项C错误；伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论．故D错误．故选B.
4．D
【解析】
【详解】
A．尺子下落的时间为该同学的反映时间，根据自由落体规律有
可知尺子下落的距离越大，人的反映时间越长，故第二次测量的反应时间最长，A错误；
B．因为刻度尺的50cm处最先经过人手，所以第一次尺子下落的位移为30cm，根据
可得第一次测量的反应时间为
B错误；
C．第二次抓住之前的瞬间，直尺的速度约
故C错误；
D．若某同学的反应时间为0.4s，则下落的高度
大于该直尺的长度，所以将无法测量该同学的反应时间，故D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
略
6．D
【解析】
【详解】
AC段的位移为：
质点经过AB和BC段所用时间相等，设为t，则：
解得：
平均速度：
D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
竖直上抛运动上升过程是加速度为的匀减速运动，设最大高度为H，则
得
上升时间为
则得，两个石子竖直上抛运动最大高度之比为
上升时间之比为
ABC错误，D正确。
故选D。
考点：考查了竖直上抛运动规律的应用
8．BD
【解析】
【详解】
设向上为正方向，若20m处在抛出点的上方，则=20m，若在抛出点下方20m处，则=-20m，，，根据竖直上抛位移公式
若20m处在抛出点的上方，则有
解得
若在抛出点下方20m处，则有
解得
t=
另一值t=不符合，舍去。
故选BD。
9．CD
【解析】
【详解】
A．只有满足初速度为0，只受重力，竖直向下的运动才是自由落体运动，故A错误；
B．在地球表面上不同的地方，重力加速度不同，所以自由落体运动的加速度的大小不同，故B错误；
C．重力加速度的方向总是竖直向下的，所以自由落体运动的加速度的方向也总是竖直向下的，故C正确；
D．“重物下落快”这一说法的矛盾之处是伽利略通过逻辑推理发现的，故D正确。
故选CD。
10．AD
【解析】
【分析】
【详解】
竖直上抛运动，上升过程是减速运动，下降过程是加速运动，但在其整个运动过程中，只受重力，故在其整个运动过程中，加速度始终为重力加速度g，不会因为上升或是下降而改变，故AD正确，BC错误。
故选AD。
11． 计时 2 9.71 受到阻力的作用
【解析】
【详解】
（1）[1]电火花计时器是计时仪器。
（2）[2]根据
知，测量了第1、2点的间距接近2mm，可以确保重物做的是自由落体运动。
（3）[3] [4]C点的瞬时速度为
根据
运用逐差法得
（4）[5] [6] [7]速度—时间图象如图所示
重力加速度
产生偏差的原因是受到阻力的作用。
12． AC 0.98 9.78 偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]A．打点计时器的安装要求两限位孔在同一竖直线上，以减小纸带与限位孔间阻力的影响，故A正确；
B．开始打点计时的时候应先接通电源后释放纸带，故B错误；
CD．电火花计时器应接在交流电源上，故C正确，D错误。
故选AC。
（2）[2]打下点时重物的瞬时速度
（3）[3]根据逐差法得加速度
。
（4）[4]如果在某次实验中，交流电的频率为，，那么实际打点周期变小，根据运动学公式可知偏小，即测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小。
13．（1）7 s（2）68.6 m/s
【解析】
【详解】
试题分析：（1）物体做自由落体运动，根据得
下落时间t时，有
下落时间（t-4s）时，下落高度
又联立解得t=7s
（2）由得
落地是速度为
考点：自由落体运动
【名师点睛】分两次应用自由落体运动的位移公式即可求出结论，题目比较简单．物体做自由落体运动，根据自由落体运动的规律分别对全程和196m之前的位移列式即可求得高度和时间．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页