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 | 299.1KB | ||
| 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 11:25:37 | ||
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文档简介
2.4 自由落体运动
一、单选题
1．质量为m的物体从高为h处自由下落，开始的用时为t，则（ ）
A．物体的落地时间为 B．物体的落地时间为3t
C．物体的平均速度为 D．物体的落地速度为3gt
2．气球以1.25 m/s2的加速度从地面开始竖直上升，离地30 s后，从气球上掉下一物体，不计空气阻力，g取10 m/s2，则物体到达地面所需时间为( )
A．7 s B．8 s C．12 s D．15 s
3．取竖直向上为正方向，则竖直上抛运动的图像是
A． B．
C． D．
二、多选题
4．纯电动汽车不排放污染空气的有害气体，具有较好的发展前景。在一次测试其加速性能中，从静止开始经过10s汽车的速度达到30m/s。若将该过程视为匀加速直线运动，则这段时间内电动汽车（ ）
A．加速度的大小3m/s2 B．平均速度30m/s
C．位移300 m D．位移为150m
5．甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落，则在下落过程中( )
A．未落地前，在同一时刻甲、乙的速度相同 B．两球速度差始终不变
C．未落地前，甲加速度大于乙加速度 D．两球距离越来越大
6．沧州吴桥被称为“杂技之乡”，那里有很多让人拍手称奇的杂技表演。如图所示，某次表演中，在地面O点上方高为m处的A点将一软球以某速度水平向右抛出，同时杂技演员在地面上的B点借助弹射装置以初速度m/s竖直向上弹出，OB的水平距离m，然后杂技演员在上升的过程中将软球接住。空气阻力忽略不计，g取10，下列说法正确的是（ ）
A．经过时间s杂技演员接住软球
B．杂技演员接住软球时，软球的速度大小为10m/s
C．杂技演员接住软球时，杂技演员的速度大小为10m/s
D．杂技演员接住软球时，杂技演员上升的高度为m
7．关于自由落体运动的说法中,正确的是（ ）
A．它是v0=0、a=g竖直向下的匀加速直线运动
B．从开始连续三个相等的时间内通过的位移之比为1∶3∶5
C．从开始连续三个相等的时间末的速度之比为1∶2∶3
D．从开始运动下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所经历的时间之比为1∶2∶3
8．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
9．图中a、b所示是一辆质量为6.0×103kg的公共汽车在t＝0和t＝5.0s末两个时刻的两张照片．当t＝0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）．图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，θ约为30°．根据题中提供的信息，能估算出的物理量有（ ）
A．汽车的长度
B．5.0s末汽车牵引力的功率
C．5.0s内合外力对汽车所做的功
D．5.0s末汽车的速度
10．甲球的质量是乙球质量的5倍，两球从同一高度同时自由落下，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙都做自由落体运动，所以都不受任何外力作用
B．甲、乙从同一高度自由落下，所以两球同时落地
C．甲球质量大，所以甲的加速度比乙的加速度大
D．虽然甲球质量大，但是甲、乙落到地面的速度一样大
11．如图是小球在不计空气阻力的条件下从静止开始下落的频闪照片，曝光时间为，下列观点正确的是（ ）
A．两球的速度变化快慢相等
B．两球的速度变化快慢不等
C．由该图可以计算小球下落过程的加速度大小
D．由该图可以计算小球两次频闪间的平均速度的大小
12．竖直上抛运动，是以一定的初速度向上抛出，加速度g为竖直向下的运动。如果一个物体，刚刚向上抛的初速度为20m/s，空气阻力不计，最后在距抛出点15米处要接住该物体，那么时间可能是（ ）
A．1s B．3s C． D．
三、解答题
13．以20m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛，若空气阻力忽略，g=10m/s，（以地面为参考面），求：
（1）物体上升的最大高度是多少？
（2）上升过程中在何处重力势能和动能相等？
14．在一次跳伞特技表演中，运动员从高度为300 m的静止在空中的直升飞机上无初速度下落，5s后他打开伞包，落地时速度为6m/s。不计打开伞包前的空气阻力，并假设打开伞包后运动员做匀变速运动，g取10 m/s2，求：
（1）打开伞包时运动员的速度；
（2）打开伞包后运动员的加速度及运动时间。
15．如图所示为某运动员用头颠球，若足球用头顶起，每次上升高度为 80 cm，足球的重量为400 g，与头顶作用时间Δt为0.1 s，空气阻力不计，g＝10 m/s2，求：
（1）足球一次在空中的运动时间t；
（2）足球对头部的作用力F ．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
AB．根据
h =gt2
t1 =
t ==
联立得
t1 =t
故A正确，B错误；
D．物体落地时的速度为
v = gt1 =gt
故D错误；
C．自由落体运动是初速度为0的匀变速直线运动，所以物体的平均速度
故C错误；
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
物体刚从气球上掉下时气球的高度为，此时气球的速度为 v=at=1.25×30m/s=37.5m/s,物体从气球上掉下后做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，将竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动，则有：.
代入得：-562.5=37.5t-5t2，解得t1=15s，t2=-7.5s（舍去）.故选D.
【点睛】
解决本题的关键理清气球和物体的运动情况，将竖直上抛运动看成一种匀减速运动，根据运动学公式进行求解．要注意位移的方向．
3．B
【解析】
【详解】
取竖直向上为正方向，竖直上抛运动是初速度为零，加速度为-g的匀变速直线运动，则有 v=v0-gt，v-t图象是向下倾斜的直线，故ACD错误，B正确．故选B.
【点睛】
解此题关键是知道竖直上抛运动是加速度大小始终为g，方向竖直向下的匀变速直线运动，其v-t图象是一条向下倾斜的直线．
4．AD
【解析】
【详解】
A．加速度的大小
选项A正确；
B．平均速度
选项B错误；
CD．位移
选项C错误，D正确。
故选AD。
5．BD
【解析】
【详解】
设乙运动的时间为t，则甲运动时间为t+1，甲乙两球均做加速度为g的自由落体运动，
A.根据：
落地前在同一时刻，甲的速度为：
乙的速度为：
即甲的速度大于乙的速度，故A错误；
B.甲、乙的速度差为：
故两球速度差始终不变，故B正确；
C.两小球都做自由落体运动，所以加速度都为重力加速度，故C错误；
D.根据：
可得甲球的位移为：
乙球的位移为：
所以两球的距离为：
可见两球间的距离随时间推移，越来越大，故D正确．
6．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．要使杂技演员接住软球，则需满足
即
联立解得
故A正确；
B．杂技演员接住软球时，软球的速度大小为
故B错误；
C．杂技演员接住软球时，杂技演员的速度大小为
选项C正确；
D．杂技演员接住软球时，杂技演员上升的高度
故D错误。
故选AC。
7．ABC
【解析】
【详解】
自由落体运动是指物体在仅受重力的情况下由静止开始的匀变速直线运动，其下落的加速度，A正确，
做自由落体运动的物体在前1s内的位移，故物体在前1s内的位移；
物体在前2s内的位移，故物体在第2s内的位移
物体在前3s内的位移，故物体在第3s内的位移所以，B正确，
根据公式可得物体在第1s末的速度，物体在第2s末的速度，物体在第3s末的速度，所以，所以C正确，
根据可得物体下落的时间，从开始运动起下落4.9m所经历的时间，从开始运动起下落9.8m所经历的时间从开始运动起下落14.7m所经历的时间所以，所以D错误
思路分析：第内的位移等于前内位移减去前内位移；自由落体运动遵循速度公式，位移公式，利用以上公式即可求解．
试题点评：自由落体运动遵循初速度为0的匀变速直线运动的所有规律．
8．BD
【解析】
【详解】
A．人耳能区分两个声音的最小时间间隔为0.1s，所以两次声音传到人耳的时间差最小为0.1s，
设盘子到人耳的距离为x，则，t为滴水的时间间隔，由于不知道t的具体值，所以无法算出x，故A错误；
B．水龙头距盘子的距离至少为
选项B正确；
CD．从前一滴水滴到盘子里面听到声音时后一滴水恰好离开水龙头，测出n次听到水击盘的总时间为t，知道两滴水间的时间间隔为，所以水从水龙头到盘子的时间为 ，由h=gt2得：
故C错误，D正确 ．
9．ACD
【解析】
【详解】
试题分析：对拉手环受力分析可知，其水平方向的加速度大小为，再由匀变速直线运动规律可知，，位移即为车长，故AD均可求出；汽车的合外力为，合外力的功为，故C可求；因为不知道阻力大小，故牵引力大小未知，B不可求．
考点：匀变速直线运动规律、动能定理
10．BD
【解析】
【详解】
A．甲乙都做自由落体运动，都只受重力作用，故A错误；
B．因为甲乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，根据和知，两物体具有相同的速度和位移，故两个物体的运动情况完全相同，同时落地，落地速度也相同；故BD正确，C错误。
故选BD。
11．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．两球下落的加速度相等，则速度变化快慢相等，选项A正确，B错误；
C．由该图可知小球在某段时间内下降的高度，根据
可以计算小球下落过程的加速度大小，选项C正确；
D．由该图可知两次频闪间下落的高度，根据
可以计算小球两次频闪间的平均速度的大小，选项D正确。
故选ACD。
12．ABD
【解析】
【详解】
物体做竖直上抛运动，根据位移公式可得，如果接住该物体的位置在抛出点的上方，有：
得
如果接住该物体的位置在抛出点的下方，有
解得
故ABD正确，C错误。
故选ABD。
13．（1）20m；（2）上升过程在距地面10m处重力势能和动能相等
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物体做竖直上抛运动，根据速度位移关系公式，所能到达的最大高度为
（2）设在h处，物体重力势能与动能相等，即
物体上升过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
联立解得
上升过程在距地面10m处重力势能和动能相等。
14．（1）50m/s；（2）；6.53s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设打开伞包时运动员的速度为，则有
（2）打开伞包前运动员下落的距离
打开伞包后运动员下落的距离
设打开伞包的运动员下落过程中加速度为a，则有
解得
打开伞包后的运动时间为
15．（1）0.8s(2)36N竖直向下
【解析】
【详解】
（1）足球自由下落时有h＝gt12，解得t1＝＝0.4 s，竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间，所以t＝2t1＝0.8 s；
（2）设竖直向上为正方向，由动量定理得(F－mg)Δt＝mv－(－mv)，又v＝gt＝4 m/s，
联立解得F＝36 N，
由牛顿第三定律知足球对头部的作用力FN＝36 N，方向竖直向下．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．质量为m的物体从高为h处自由下落，开始的用时为t，则（ ）
A．物体的落地时间为 B．物体的落地时间为3t
C．物体的平均速度为 D．物体的落地速度为3gt
2．气球以1.25 m/s2的加速度从地面开始竖直上升，离地30 s后，从气球上掉下一物体，不计空气阻力，g取10 m/s2，则物体到达地面所需时间为( )
A．7 s B．8 s C．12 s D．15 s
3．取竖直向上为正方向，则竖直上抛运动的图像是
A． B．
C． D．
二、多选题
4．纯电动汽车不排放污染空气的有害气体，具有较好的发展前景。在一次测试其加速性能中，从静止开始经过10s汽车的速度达到30m/s。若将该过程视为匀加速直线运动，则这段时间内电动汽车（ ）
A．加速度的大小3m/s2 B．平均速度30m/s
C．位移300 m D．位移为150m
5．甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落，则在下落过程中( )
A．未落地前，在同一时刻甲、乙的速度相同 B．两球速度差始终不变
C．未落地前，甲加速度大于乙加速度 D．两球距离越来越大
6．沧州吴桥被称为“杂技之乡”，那里有很多让人拍手称奇的杂技表演。如图所示，某次表演中，在地面O点上方高为m处的A点将一软球以某速度水平向右抛出，同时杂技演员在地面上的B点借助弹射装置以初速度m/s竖直向上弹出，OB的水平距离m，然后杂技演员在上升的过程中将软球接住。空气阻力忽略不计，g取10，下列说法正确的是（ ）
A．经过时间s杂技演员接住软球
B．杂技演员接住软球时，软球的速度大小为10m/s
C．杂技演员接住软球时，杂技演员的速度大小为10m/s
D．杂技演员接住软球时，杂技演员上升的高度为m
7．关于自由落体运动的说法中,正确的是（ ）
A．它是v0=0、a=g竖直向下的匀加速直线运动
B．从开始连续三个相等的时间内通过的位移之比为1∶3∶5
C．从开始连续三个相等的时间末的速度之比为1∶2∶3
D．从开始运动下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所经历的时间之比为1∶2∶3
8．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
9．图中a、b所示是一辆质量为6.0×103kg的公共汽车在t＝0和t＝5.0s末两个时刻的两张照片．当t＝0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）．图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，θ约为30°．根据题中提供的信息，能估算出的物理量有（ ）
A．汽车的长度
B．5.0s末汽车牵引力的功率
C．5.0s内合外力对汽车所做的功
D．5.0s末汽车的速度
10．甲球的质量是乙球质量的5倍，两球从同一高度同时自由落下，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙都做自由落体运动，所以都不受任何外力作用
B．甲、乙从同一高度自由落下，所以两球同时落地
C．甲球质量大，所以甲的加速度比乙的加速度大
D．虽然甲球质量大，但是甲、乙落到地面的速度一样大
11．如图是小球在不计空气阻力的条件下从静止开始下落的频闪照片，曝光时间为，下列观点正确的是（ ）
A．两球的速度变化快慢相等
B．两球的速度变化快慢不等
C．由该图可以计算小球下落过程的加速度大小
D．由该图可以计算小球两次频闪间的平均速度的大小
12．竖直上抛运动，是以一定的初速度向上抛出，加速度g为竖直向下的运动。如果一个物体，刚刚向上抛的初速度为20m/s，空气阻力不计，最后在距抛出点15米处要接住该物体，那么时间可能是（ ）
A．1s B．3s C． D．
三、解答题
13．以20m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛，若空气阻力忽略，g=10m/s，（以地面为参考面），求：
（1）物体上升的最大高度是多少？
（2）上升过程中在何处重力势能和动能相等？
14．在一次跳伞特技表演中，运动员从高度为300 m的静止在空中的直升飞机上无初速度下落，5s后他打开伞包，落地时速度为6m/s。不计打开伞包前的空气阻力，并假设打开伞包后运动员做匀变速运动，g取10 m/s2，求：
（1）打开伞包时运动员的速度；
（2）打开伞包后运动员的加速度及运动时间。
15．如图所示为某运动员用头颠球，若足球用头顶起，每次上升高度为 80 cm，足球的重量为400 g，与头顶作用时间Δt为0.1 s，空气阻力不计，g＝10 m/s2，求：
（1）足球一次在空中的运动时间t；
（2）足球对头部的作用力F ．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
AB．根据
h =gt2
t1 =
t ==
联立得
t1 =t
故A正确，B错误；
D．物体落地时的速度为
v = gt1 =gt
故D错误；
C．自由落体运动是初速度为0的匀变速直线运动，所以物体的平均速度
故C错误；
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
物体刚从气球上掉下时气球的高度为，此时气球的速度为 v=at=1.25×30m/s=37.5m/s,物体从气球上掉下后做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，将竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动，则有：.
代入得：-562.5=37.5t-5t2，解得t1=15s，t2=-7.5s（舍去）.故选D.
【点睛】
解决本题的关键理清气球和物体的运动情况，将竖直上抛运动看成一种匀减速运动，根据运动学公式进行求解．要注意位移的方向．
3．B
【解析】
【详解】
取竖直向上为正方向，竖直上抛运动是初速度为零，加速度为-g的匀变速直线运动，则有 v=v0-gt，v-t图象是向下倾斜的直线，故ACD错误，B正确．故选B.
【点睛】
解此题关键是知道竖直上抛运动是加速度大小始终为g，方向竖直向下的匀变速直线运动，其v-t图象是一条向下倾斜的直线．
4．AD
【解析】
【详解】
A．加速度的大小
选项A正确；
B．平均速度
选项B错误；
CD．位移
选项C错误，D正确。
故选AD。
5．BD
【解析】
【详解】
设乙运动的时间为t，则甲运动时间为t+1，甲乙两球均做加速度为g的自由落体运动，
A.根据：
落地前在同一时刻，甲的速度为：
乙的速度为：
即甲的速度大于乙的速度，故A错误；
B.甲、乙的速度差为：
故两球速度差始终不变，故B正确；
C.两小球都做自由落体运动，所以加速度都为重力加速度，故C错误；
D.根据：
可得甲球的位移为：
乙球的位移为：
所以两球的距离为：
可见两球间的距离随时间推移，越来越大，故D正确．
6．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．要使杂技演员接住软球，则需满足
即
联立解得
故A正确；
B．杂技演员接住软球时，软球的速度大小为
故B错误；
C．杂技演员接住软球时，杂技演员的速度大小为
选项C正确；
D．杂技演员接住软球时，杂技演员上升的高度
故D错误。
故选AC。
7．ABC
【解析】
【详解】
自由落体运动是指物体在仅受重力的情况下由静止开始的匀变速直线运动，其下落的加速度，A正确，
做自由落体运动的物体在前1s内的位移，故物体在前1s内的位移；
物体在前2s内的位移，故物体在第2s内的位移
物体在前3s内的位移，故物体在第3s内的位移所以，B正确，
根据公式可得物体在第1s末的速度，物体在第2s末的速度，物体在第3s末的速度，所以，所以C正确，
根据可得物体下落的时间，从开始运动起下落4.9m所经历的时间，从开始运动起下落9.8m所经历的时间从开始运动起下落14.7m所经历的时间所以，所以D错误
思路分析：第内的位移等于前内位移减去前内位移；自由落体运动遵循速度公式，位移公式，利用以上公式即可求解．
试题点评：自由落体运动遵循初速度为0的匀变速直线运动的所有规律．
8．BD
【解析】
【详解】
A．人耳能区分两个声音的最小时间间隔为0.1s，所以两次声音传到人耳的时间差最小为0.1s，
设盘子到人耳的距离为x，则，t为滴水的时间间隔，由于不知道t的具体值，所以无法算出x，故A错误；
B．水龙头距盘子的距离至少为
选项B正确；
CD．从前一滴水滴到盘子里面听到声音时后一滴水恰好离开水龙头，测出n次听到水击盘的总时间为t，知道两滴水间的时间间隔为，所以水从水龙头到盘子的时间为 ，由h=gt2得：
故C错误，D正确 ．
9．ACD
【解析】
【详解】
试题分析：对拉手环受力分析可知，其水平方向的加速度大小为，再由匀变速直线运动规律可知，，位移即为车长，故AD均可求出；汽车的合外力为，合外力的功为，故C可求；因为不知道阻力大小，故牵引力大小未知，B不可求．
考点：匀变速直线运动规律、动能定理
10．BD
【解析】
【详解】
A．甲乙都做自由落体运动，都只受重力作用，故A错误；
B．因为甲乙物体同时做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，根据和知，两物体具有相同的速度和位移，故两个物体的运动情况完全相同，同时落地，落地速度也相同；故BD正确，C错误。
故选BD。
11．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．两球下落的加速度相等，则速度变化快慢相等，选项A正确，B错误；
C．由该图可知小球在某段时间内下降的高度，根据
可以计算小球下落过程的加速度大小，选项C正确；
D．由该图可知两次频闪间下落的高度，根据
可以计算小球两次频闪间的平均速度的大小，选项D正确。
故选ACD。
12．ABD
【解析】
【详解】
物体做竖直上抛运动，根据位移公式可得，如果接住该物体的位置在抛出点的上方，有：
得
如果接住该物体的位置在抛出点的下方，有
解得
故ABD正确，C错误。
故选ABD。
13．（1）20m；（2）上升过程在距地面10m处重力势能和动能相等
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物体做竖直上抛运动，根据速度位移关系公式，所能到达的最大高度为
（2）设在h处，物体重力势能与动能相等，即
物体上升过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
联立解得
上升过程在距地面10m处重力势能和动能相等。
14．（1）50m/s；（2）；6.53s
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设打开伞包时运动员的速度为，则有
（2）打开伞包前运动员下落的距离
打开伞包后运动员下落的距离
设打开伞包的运动员下落过程中加速度为a，则有
解得
打开伞包后的运动时间为
15．（1）0.8s(2)36N竖直向下
【解析】
【详解】
（1）足球自由下落时有h＝gt12，解得t1＝＝0.4 s，竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间，所以t＝2t1＝0.8 s；
（2）设竖直向上为正方向，由动量定理得(F－mg)Δt＝mv－(－mv)，又v＝gt＝4 m/s，
联立解得F＝36 N，
由牛顿第三定律知足球对头部的作用力FN＝36 N，方向竖直向下．
答案第1页，共2页
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