人教版必修第一册 2.4 自由落体运动
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.只有体积很小的物体可以被视为质点
B.高中生早上7∶40开始上课,7∶40指的是时间
C.参考系必须选取静止不动的物体
D.伽利略对自由落体运动的研究,采用了实验与逻辑推理相结合的方法
2.伽利略做了两个著名的“斜面实验”,都是采用在实验的基础上进一步推理得出重要结论的方法。为了研究自由落体运动的规律,他让铜球沿斜面滚下,利用滴水计时记录铜球运动的时间,研究小球的质量、斜面倾角等因素对铜球的运动的影响,如图所示;在研究力和运动关系的时候,用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,
1 32 1
2 130 4
3 298 9
4 526 16
5 824 25
6 1192 36
7 1600 49
8 2140 64
表格是伽利略1604年做图所示实验时手稿中记录的一组数据。表中第一列是时间单位,第二列是物体沿斜面运动的距离单位,第三列是分析实验数据时添加的距离(位移)比例关系。通过对表中数据及研究过程进行分析,下列说法不正确的是( )
A.实验结果表明,铜球的运动是匀加速直线运动
B.若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比
C.在倾角小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力的作用,使测量时间更容易
D.伽利略用外推的方法得到斜面倾角增大到90°,铜球仍然会保持匀加速运动的性质
3.东京奥运会跳台决赛中,中国选手全红婵以破记录的高分夺得金牌、如图所示,假设全红婵从最高点至入水瞬间(手刚触及水面)的过程看做自由落体运动,此过程重心下降高度为H,若下降的第一个用时为t,则第二个用时为( )
A.t B. C. D.
4.“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”是诗人李白夺张描述庐山瀑布的著名诗句。现测得庐山某澡布水流落至瀑布底部时的速度约为50m/s,若不计水流下落的初速度和阻力,可估算该瀑布的落差大约为( )
A.50m B.130m C.200m D.1000m
5.从7层楼楼顶(20米高)掉下来的物体( )
A.下落时间是2s B.下落时间是4s
C.落到地面时的速度是10m/s D.落到地面时的速度是15m/s
6.为测出人的反应时间,两同学设计了如图所示实验:甲同学捏住直尺上端使其保持竖直,直尺的零刻度线位于乙同学的两指之间且两指未接触直尺,当乙看见甲释放直尺时,立即用手指捏住尺子,根据乙同学手指所在位置的直尺刻度,可测得人的反应时间。下列说法正确的是( )
A.实验测得的是甲同学的反应时间
B.实验用的直尺质量越小测得的值越精确
C.若乙同学手指捏在直尺10cm刻度处,则测得反应时间约为0.1s
D.若乙同学手指捏在直尺20cm刻度处,则测得反应时间约为0.2s
7.一个自由落体的物体,到达地面时的速度为30m/s,取g=10m/s2,则下落的高度为( )
A.40m B.45m C.60m D.65m
8.高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,是一种极不文明的行为,由于坠物的落地速度很大,可能造成很大的危害。若一个物体从某一高度处无初速下落,经过一段时间落到地面,不计空气阻力,重力加速度已知。下列说法正确的是( )
A.下落的高度与下落的时间成正比
B.下落到一半高度时的速度是最大速度的一半
C.下落到一半高度时用时是总时间的一半
D.下落到一半时间时的速度是最大速度的一半
9.可看成质点的甲、乙两小球,它们的质量之比为1:2,离地高度之比为2: 1。现将两小球同时由静止释放,两小球各自做自由落体运动,则下列关于甲、乙两小球运动的说法中正确的是( )
A.落地时的速度大小之比为
B.下落过程中加速度大小之比为
C.落到地面所用的时间之比为1: 1
D.下落同样的高度但均未落地时它们的速度大小之比为1:2
10.在离地面某一高度处有一物体A自由下落,与此同时将物体B从物体A下方的地面竖直上抛,两物体在空中只相遇而不相碰,结果发现B物体刚好上升到A物体开始下落时的高度,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.相遇时两物体的位移相等
B.相遇后两物体同时落地
C.A物体落地时的速度与B物体上抛时的初速度大小相等
D.相遇时A物体的速度大于B物体的速度
11.一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地高度是( )
A. B. C. D.
12.如图所示,伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下,研究铜球在斜面上的运动规律,然后将实验结果做了合理的外推,得出落体运动的规律.伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量铜球运动的( )
A.位移 B.时间 C.速度 D.加速度
13.两位同学分别在塔的不同高度,用两个轻重不同的小球做自由落体运动实验,已知甲球重力是乙球重力的两倍,释放甲球处的高度是释放乙球处高度的两倍,则下列说法正确的是( )
A.甲球下落的加速度是乙球的2倍
B.甲、乙两球下落的加速度相等
C.甲、乙两球落地时的速度相等
D.甲、乙两球下落过程所需时间之比为
14.一实心铁球从距地面4.9m的高度由静止开始下落至地面的过程中,已知当地g=9.8m/s2( )
A.下落时间为0.5s
B.平均速度为9.8m/s
C.落地速度为9.8m/s
D.速度变化率为4.9m/s2
15.一个从地面竖直上抛的物体两次经过一个较低的点A的时间间隔是TA,两次经过一个较高的点B的时间间隔是TB,重力加速度为g,则A、B之间的距离为( )
A.g(TA2﹣TB2) B.g(TA2﹣TB2)
C.g(TA2﹣TB2) D.g(TA2+TB2)
二、填空题
16.小球从5m高处静止落下,落地时速度大小为____________m/s,时间为____________s(不计空气阻力,g=10)
17.一小球做自由落体运动,以释放时刻为计时起点,则内的位移与内的位移之比为_______。
18.在火星上,某物体做自由落体运动,内的位移为,则火星上的重力加速度为_________;在开始自由下落第内的位移为_______。
三、解答题
19.月球表面附近自由落体加速度约是地球表面的。在月球上空196m的高处让一套质量为60kg的仪器自由下落,它落到月球表面的时间是多少?
20.质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求
(1)经过多长时间落地;
(2)下落前两秒的位移和两秒末的速度;
21.在现实生活中,高空抛物现象时有发生,这种不文明行为极易酿成事故,后果严重。若将一枚鸡蛋从12.8m高的五楼平台上由静止释放,让其自由下落,忽略空气阻力的影响,则:
(1)鸡蛋在空中运动的时间是多少;
(2)鸡蛋到达地面时速度多大;
(3)你觉得这枚鸡蛋落地的速度大小跟下列哪个速度大小差不多?①游泳运动员游泳的速度;②你跑步的速度;③汽车在公路上行驶的速度;④高铁在奔驰的速度;⑤喷气式客机在高空飞行的速度。请选择序号作答。
22.跳伞运动员从的高空跳下,自由下落一段时间后打开降落伞,以的加速度匀减速下降,从打开降落伞下落下落至地面,g取,则运动员下落至地面时的速度大小?运动员在空中运动的总时间为多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时,我们就可以把它看成质点,与质量大小、体积大小无关,故A错误;
B.高中生早上7∶40开始上课,7∶40指的是时刻,故B错误;
C.参考系就是假定为不动的物体,可以任意选取,故C错误;
D.伽利略对自由落体运动的研究,采用了实验与逻辑推理相结合的方法,故D正确。
故选D。
2.B
【详解】
A.实验结果表明,小球下滑时位移关系满足 x=常量,可知铜球的运动是匀加速直线运动,选项A正确,不符合题意;
B.由表中数据可知,若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间平方成正比,选项B错误,符合题意;
C.在倾角小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力的作用,使测量时间更容易,选项C正确,不符合题意;
D.伽利略用外推的方法得到斜面倾角增大到90°,铜球仍然会保持匀加速运动的性质,从而得到自由落体运动的规律,选项D正确,不符合题意。
故选B。
3.C
【详解】
根据可得,第一个的时间为
第二个用时为
故选C。
4.B
【详解】
根据自由落体运动规律有
所以B正确;ACD错误;
故选B。
5.A
【详解】
从7层楼楼顶(20米高)掉下来的物体下落时间
解得
落地速度
故选A.
6.D
【详解】
A.乙看见甲释放直尺时,立即用手指捏住尺子,故测量的是乙的反应时间,故A错误;
B.测反应时间利用的是直尺的自由落体运动,重力加速度与直尺的质量无关,故B错误;
C.直尺的零刻度线位于乙同学的两指之间且两指未接触直尺,设,则由
故C错误;
D.假设,由自由落体规律可得反应时间为
故D正确;
故选D。
7.B
【详解】
由速度位移公式,可得
解得下落高度为
ACD错误,B正确。
故选B。
8.D
【详解】
A.根据
可知下落的高度与下落时间的二次方成正比,A错误;
B.下落到地面时,达到最大速度,有
下落到一半高度时,有
则有
即
所以下落到一半高度时的速度是最大速度的倍,B错误;
C.下落到地面时,所用时间为总时间,有
下落到一半高度时,有
联立可得
即下落到一半高度时用时是总时间的倍,C错误;
D.下落到地面时,达到最大速度,有
下落到一半时间时,有
整理有
即下落到一半时间时的速度是最大速度的一半,D正确。
故选D。
9.A
【详解】
B.两小球在同一地点做自由落体运动的加速度相同,均为重力加速度g,B错误;
A.根据
可得甲、乙两小球落地时的速度大小之比
A正确;
C.根据
可得甲、乙两小球落到地面所用的时间之比,C 错误;
D.根据
由于加速度相同,故下落同样的高度但均未落地时它们的速度相等,D错误。
故选A。
10.C
【详解】
AC.B物体刚好上升到A物体开始下落时的高度,可知B物体上抛的初速度等于A物体落地的速度
则相遇时
解得
则AB的位移
相遇时两物体的位移不相等,选项A错误,C正确;
B.相遇后A物体先落地,选项B错误;
D.相遇时A的速度
B的速度
即相遇时两物体速度大小相等,选项D错误。
故选C。
11.D
【详解】
下落H所需时间为t,则
当下落时
联立解得
则离地高度为
故选D。
【考点】
自由落体运动.
物体做的是自由落体运动,根据自由落体的位移公式可以求得.
12.B
【详解】
物体做自由落体运动的时间很短,不易测量,当时伽利略利用斜面做实验,主要是考虑到实验时可以“冲淡”重力,便于测量小球运动的时间,在当时的情况下,还没有出现加速度的概念,伽利略在实验中没有测量加速度,故B正确,ACD错误。
故选B。
13.B
【详解】
AB.两球均只受重力,故加速度相同,均为g,故A错误,B正确;
C.两球落地时的速度
与高度有关,故落地速度不相等,故C错误;
D.落地时间
与成正比,故时间之比为:1,故D错误;
故选B。
14.C
【详解】
A.下落时间为
选项A错误;
B.平均速度为
C.落地速度为
v=gt=9.8m/s
选项C正确;
D.速度变化率等于加速度,为9.8m/s2,选项D错误。
故选C。
15.A
【详解】
小球做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得,物体从最高点自由下落到A点的时间为,物体从最高点自由下落到B点的时间为,竖直上抛运动的加速度 ,由
可得最高点到A点的距离为
最高点到B点的距离为
A点在B点下方,解得,AB相距
故选A。
16. 10 1
【详解】
[1]根据速度位移公式,可得落地时速度大小为
代入数据,解得
[2]根据速度时间公式
代入数据,解得
17.
【详解】
内的位移为
内的位移为
则内的位移与内的位移之比为
18. 8 12
【详解】
[1]根据
解得
[2]开始自由下落第内的位移为
19.15.5s
【详解】
月球的重力加速度为
由
则它落到月球表面的时间为
20.(1)4s;(2)20m,20m/s
【详解】
(1)根据位移公式
得
(2)前2s的位移为
得
2秒末的速度为
21.(1)1.6s;(2)16m/s;(3)③
【详解】
(1)由于略空气阻力的影响,则鸡蛋在空中做自由落体运动,有
得
(2)由于略空气阻力的影响,则鸡蛋在空中做自由落体运动,有
得
(3)由(2)可知鸡蛋落地的速度大小为16m/s,则与汽车在公路上行驶的速度差不多,故选择③。
22.,
【详解】
设自由下落时间后打开降落伞,则打开降落伞时的速度为
自由下落的距离
匀减速下落的高度为
由题意知
联立解得
则落地时的速度大小为
空中运动的总时间
答案第1页,共2页
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