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第四节 自由落体运动
【能力提升】
1.(2021-2022学年重庆南开中学高一(上)期中)如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中、、、、所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为,每块砖的厚度为。根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.位置“”是小球释放的初始位置 B.小球做匀速直线运动
C.小球下落的加速度为 D.小球在位置“”的速度为
【解析】 A.若小球做初速度为零的匀变速直线运动,在连续相等时间内,位移之比为而题中,1、2、3、4、5间的位移之比为,所以位置“1”不是小球释放的初始位置,故A错误;
B.由于相邻两点间位移之差等于d,符合匀变速直线运动的特点,所以小球做匀加速直线运动,故B错误;
C.由,可得小球的加速度,故C错误;
D.由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度可得小球在位置“”的速度为,故D正确。故选D。
【答案】 D
2.(2021-2022学年江苏省南京市外国语学校高一(上)期中)一个可视为质点的小石块从塔顶自由下落,它在最后一秒内的位移是30m(取g=10m/s2)则( )
A.石块的末速度是30m/s
B.石块的末速度是35m/s
C.石块的下落时间是3s
D.石块下落过程中的平均速度为15m/s
【解析】 C.设塔顶距地面的高度为h,下落时间为t,根据位移公式得,解得,,故C错误;
AB.石块的末速度是,故A错误,B正确;
D.石块下落过程中的平均速度为,故D错误。故选B。
【答案】 B
3.(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)期末)小球A从离地面20m高处做自由落体运动,小球B从A正下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动,两球同时开始运动,在空中相遇,取,则下列说法正确的是( )
A.相遇时,小球B的速率是15m/s
B.两球相遇位置离地面高度为15m
C.开始运动0.5s时两球相遇
D.从开始运动到相遇,A、B两球位移大小之比为1∶1
【解析】 AC.A、B两小球相遇时,位移之和等于20m,即,相遇时间,相遇时小球B的速度,故AC错误;
BD.相遇时A位移,两球相遇位置离地面高度,B球位移大小,从开始运动到相遇,A、B两球位移大小之比为1∶3,故D错误,B正确。故选B。
【答案】 B
4.(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)月考)物体从h高处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为时,物体的速度和距离地面的高度分别是 ( )
A., B., C., D.,
【解析】 根据v=gt,可知在和t末的速度比为1:3,所以末的速度为,根据公式可知,在和t末的速度比为1:9,所以内的位移为,此时距离地面的高度为,故C正确。故选C。
【答案】 C
5.(2021-2022学年陕西省长安一中高一(上)期中)如图所示,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第二个所用的时间为t1,第三个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A.4<<5 B.3<<4 C.2<<3 D.1<<2
【解析】 将运动员上升过程中的匀减速运动逆向看作是自由落体运动,根据,可得,所以1<<2,故选D。
【答案】 D
6.(2021-2022学年陕西省西安市第一中学高一(上)期中)一块石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹。该爱好者用直尺量出轨迹的长度,如图所示,已知曝光时间为,照片中像长度为物体实际长度的。若重力加速度,则小石子出发点离点约为( )
A. B. C. D.
【解析】 由图可知AB的长度为1cm,即0.01m,照片中像长度为物体实际长度的,所以实际长度为,对于AB段,有,解得,对于从出发点到A点过程,有,解得,故选D。
【答案】 D
7.(多选)(2021-2022学年宁夏石嘴山市平罗中学高一(上)期中)物体从某一高度处开始做自由落体运动,3s后落到地面(g取10m/s2),则下列选项中正确的是( )
A.物体下落处离地面高为30m
B.物体落地时的速度大小为30m/s
C.物体在落地前最后1s内的位移为25m
D.物体在整个下落过程中的平均速度为15m/s
【解析】 A.根据位移时间公式,物体下落处离地面高为,A错误;
B.根据速度时间公式,物体落地时的速度大小为,B正确;
C.由位移时间公式,可得物体在落地前最后1s内的位移为,C正确;
D.根据公式,可得物体在整个下落过程中的平均速度为,D正确。故选BCD。
【答案】 BCD
8.(多选)(2021-2022学年长春外国语学校高一(上)期中)屋檐每隔0.2s由静止落下一滴水滴,t时刻某一水滴欲下落时,刚好只有两滴水滴分别位于高为1.4m的窗户上、下沿,若不考虑其他阻力的影响,取,则( )
A.水滴从窗户上沿到下沿的平均速度为7m/s
B.水滴从屋檐到窗户上沿的下落时间为0.8s
C.窗户下沿离屋檐的高度为3.2m
D.t时刻窗户下沿到屋檐之间有5滴水滴正在下落
【解析】 A.水滴从窗户上沿到下沿的平均速度为,选项A正确;
BD.水滴经过窗户上下沿中间时刻的速度为7m/s,经历的时间,则水滴从屋檐到窗户的上沿用时间为t1=0.7s-0.1s=0.6s,则此时窗户下沿到屋檐之间有4滴水滴正在下落(此时屋檐处的水滴恰好要下落,但还没下落),则选项BD错误;
C.窗户下沿离屋檐的高度为,选项C正确;故选AC。
【答案】 AC
9.(多选)(2021-2022学年黑龙江省实验中学高一(上)期中)如图,一长L=0.05 m的铁链用短绳悬挂在天花板上,铁链正下方h=0.2 m处竖直放置一长度也为h、内径比铁链直径稍大的钢管。剪断轻绳,铁链由静止开始下落,不计空气阻力,取g=10m/s2,则( )
A.铁链下端刚要进入钢管时的速度大小为2 m/s
B.铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为3 m/s
C.铁链通过钢管的时间为0.3 s
D.铁链通过钢管的时间为0.1 s
【解析】 A.由自由落体的运动公式得,,故A正确;
B.由运动学公式得,,故B错误;
CD.设铁链下端到达钢管上端用时t1,根据自由落体公式得,,设铁链上端到达钢管下端用时t2,根据自由落体公式得,,所以铁链通过钢管的时间为,故C错误,D正确。故选AD。
【答案】 AD
10.(2021-2022学年河南省郑州一中高一(上)期中)在庆祝建党100周年的烟花表演中,某烟花弹被竖直向上发射出之后,上升过程可看作匀变速直线运动,烟花弹经到达最高点后绚烂绽放,烟花弹通过第内位移的后用时为,通过第内位移的前用时为,则为( )
A. B. C. D.
【解析】 烟花弹竖直向上作匀变速直线运动,经到达最高点,此运动可逆向看作是初速度是零的向下做匀加速直线运动,则有初速度是零的匀加速直线运动在连续相等的时间内位移之比等于连续奇数比,即,把整个位移分成9等份,由此可知烟花弹通过第内位移的后与第内位移的前相等,又由初速度是零的匀加速直线运动连续相等位移所用时间之比为=,可知烟花弹做减速运动t1对应时间段是第2个,t2对应时间段是第9个,所以有,A正确,BCD错误。故选A。
【答案】 A
11.(2021-2022学年河北省唐山一中高一(上)期中)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,从第一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,声速为,取,则( )
A.重力加速度的计算式为
B.重力加速度的计算式为
C.水龙头距人耳的距离至少为34m
D.水龙头距盘子的距离至少为34m
【解析】 AB.设听到两次声音的时间间隔为 ,此即每滴水下落的运动时间,又因为,则,B错误,A正确;
CD.人耳能区分两个声音的最小时间间隔为0.15s,所以两次声音传到人耳的时间差最小为0.15s,设水龙头到人耳的距离为x,则,t为滴水的时间间隔,由于不知道t的具体值,所以无法算出水龙头到人耳的距离x;由于人耳能区别两个声音的时间间隔为0.15s,故水龙头距盘子的距离至少为,则CD错误。故选A。
【答案】 A
12.(2021-2022学年福建省福州三中高一(上)期中)蹦极是一项刺激的户外休闲活动,可以使蹦极者在空中体验几秒钟的“自由落体”。如图所示,蹦极者站在高塔顶端,将一端固定的弹性长绳系在腰上,然后双臂伸开,双腿并拢,头朝下跳离高塔。设弹性绳的原长为L,蹦极者下落第一个时速度的增加量为Δv1,下落第五个时速度的增加量为Δv2,把蹦极者视为质点,蹦极者离开塔顶时的速度为零,不计空气阻力,则满足( )
A.1<<2 B.2<<3
C.3<<4 D.4<<5
【解析】 蹦极者下落高度L的过程,可视为自由落体运动,对于初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等位移的时间之比为1:(-1):(-):(2-):(-2):…,可知==+2,即4<<5,根据Δv=gt,可得4<<5,故D正确,ABC错误。故选D。
【答案】 D
13.(多选)(2021-2022学年成都外国语学校高一(上)期末)某同学将一物块竖直上抛(不计空气阻力的影响),抛出后第3秒内物块的位移为0,并且再经过2.5秒物块落地。取,则以下说法错误的是( )
A.物块上抛的初速度大小为 B.物块落地时的速度大小为
C.物块在第4秒内的位移大小为 D.物块抛出点距离地面
【解析】 设物体向上运动为正方向,根据平均速度推论得:第3秒内的平均速度等于第2.5s末的速度,故第2.5s末的速度
A.物体在第2.5s末速度为零,到达最高点,根据速度-时间公式得物块上抛的初速度,A正确;
B.由题意可知,物块在5.5秒时物块落地,落地时的速度,物块落地时的速度大小为30m/s,B正确;
C.根据平均速度推论得:第4秒内的平均速度等于第3.5s末的速度。则第4秒内的平均速度,根据,得物块在第4秒内的位移,故物块在第4秒内的位移大小为10m,C错误;
D.根据位移-时间公式得物块上升最高距离,D错误。故选CD。
【答案】 CD
14.(2021-2022学年哈尔滨师范大学附属中学高一(上)期末)从地面竖直向上抛出一个物体A,同时在离地面高度为H处有另一个物体B开始自由落下,两物体不在同一竖直线上,它们同时到达同一高度,且此时速率都为v,不计空气阻力,两物体可视为质点,则下列说法中错误的是( )
A.两物体同时到达同一高度时,物体B下落了
B.物体A上抛时的初速度和物体B落地时的速度大小相等
C.物体A运动至最高点时物体B刚好落地
D.物体A上升的最大高度为H
【解析】 AC.设两物体经过时间t同时到达同一高度,此时速率都为v,由速度公式可得,,联立解得,,故再经历时间t,A到达最高点,B到达地面,即物体A运动至最高点时物体B刚好落地,对B可得,,故两物体同时到达同一高度时,物体B下落了,A错误,符合题意,C正确,不符合题意;
B.物体B落地时的速度大小为,故物体A上抛时的初速度和物体B落地时的速度大小相等,B正确,不符合题意;
D.物体A上升的最大高度为,D正确,不符合题意。故选A。
【答案】 A
15.(2021-2022学年上海交通大学附属中学高一(上)期中)某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度,光电门、B与光电计时器相连,记录小球经过光电门和光电门B所用的时间。保持光电门的位置不变,多次改变光电门的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放,记录每次两光电门间的高度差及小球从光电门运动到光电门B所用的时间,作出图像如图丙所示,若图像斜率的绝对值为,则图像与纵轴的截距意义为__,当地的重力加速度为__。
【解析】 [1]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的,小球每次经过光电门时的速度是一定的,则有,整理得,则图像与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度
[2]图像斜率的绝对值为,重力加速度为
【答案】 ①小球经过光电门B时的速度 ②
16.(2021-2022学年华南师范大学附属中学高一(上)期中)某同学利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是( )
A.打点计时器应接交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点
(2)如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带,把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点A,依次标记为点B、C、D、E、F,相邻两个计数点时间间隔T=0.02s。测量出各点间的距离已经标在纸带上。实验中先打下的点是__________(选填“A”或“G”)。打点计时器打出D点时重物的瞬时速度为__________,物体做自由落体运动的加速度的值约为__________。(本题计算结果保留三位有效数字)
【解析】 (1)[1]A.电磁打点计时器接的是8V学生交流电,故A正确;
B.为减小摩擦力的影响,打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上,故B正确;
C.重物应挑选密度较大的物体,减小空气阻力的影响,故C错误;
DE.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止,充分利用纸带,并先接通电源,再释放重物,故D正确,E错误;
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的,故F正确;
G.挑选第一个较为清晰的点作为第一个计数点,不一定非要选取其以后各连续的点作为计数点,以方便测量为准,故G错误。故选ABDF;
(2)[2]重物向下做加速运动,则相同时间位移会逐渐增大,由此可知A为先打下的点。
[3]打点计时器打出D点时重物的瞬时速度为
[4]逐差法可求加速度为
【答案】 ①ABDF ②A ③0.575 ④9.50
17.(2021-2022学年浙江省宁波市效实中学高一(上)期中)一矿井深为45m,在井口每隔一定时间自由下落一个小球,当第七个小球刚从井口下落时,第一个小球恰好到达井底,则相邻两个小球开始下落的时间间隔为多少?这时第三个小球和第五个小球相隔多少米?(,不计空气阻力)
【解析】 根据,可得
相邻两个小球开始下落的时间间隔为,
【答案】 0.5s;15m
18.(2021-2022学年山西省长治市第二中学高一(上)期中)一个氢气球以4 m/ s2的加速度由静止从地面竖直上升,5s末从气球上面脱离一重物,求此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从气球上掉下后,经多长时间落回地面?(忽略空气阻力,,取=10m/s2,结果保留3位有效数字)
【解析】 氢气球以4 m/ s2的加速度由静止从地面竖直上升,5s末的速度,
由速度时间公式可得v=at=4×5m/s=20 m/s
氢气球上升的高度由位移公式可得
重物离开气球做竖直上抛运动,能上升的高度由速度位移公式为
重物最高可上升到距地面的高度为h=h1+h2=50m+20m=70m
重物离开气球上升到最高点所用时间,由速度公式得
重物从最高点下落到地面所用时间,由自由落体运动位移公式可得
重物从气球上掉下后,落回地面所经时间t=t1+t2=2s+3.74s=5.74s
【答案】 70m ;5.74s
19.(2021-2022学年江苏省南京市外国语学校高一(上)期中)如图所示,直棒长,上端为、下端为,在的正下方处有一长度为,内径比直棒大得多的固定空心竖直管.手持直棒由静止释放,让棒做自由落体运动,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)直棒下端刚好开始进入空心管时的瞬时速度;
(2)直棒从开始下落至上端离开空心管所用的时间;
(3)直棒在空心管中运动的时间(结果可用根号表示)。
【解析】 (1)根据,解得
(2)下落高度为
根据,下落时间
(3)直棒下端到达空心管上端用时,根据
解得
所以通过时间
【答案】 (1);(2);(3)
20.(2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一(上)期中)一个物体从 H 高处自由落下,经过最后 196m 所用的时间是 4s,求物体下落 H 高度所用的总时间 T 和高度 H 是多少?取 g=9.8m/s2,空气阻力不计。
【解析】 根据
解得最后196m时的速度
根据
获得v0速度所需时间为
所需总时间为
总高度为
【答案】 7s , 240.1m
21.(2021-2022学年深圳外国语学校高一(上)期中)在一座高80m的楼边缘,每隔一定时间有一滴水滴落.当第一滴水滴到达地面时,第六滴水正好离开楼顶边缘.如果水滴的运动为自由落体运动,求:(g取10m/s2)
(1)相邻两水滴下落的时间间隔?
(2)第一滴水着地时,空中第二滴水与第三滴水之间的距离?
【解析】 (1)水滴下落的总时间:由h=g,解得水滴下落的总时间t0=4s,当第一滴水滴到达地面时,第六滴水正好离开楼顶边缘,中间有5个时间间隔,故水滴下落的时间间隔
(2)第一滴水着地时中第二滴水下落的距离h2==m=51.2m
第一滴水着地时空中第三滴水下落的距离h3===m=28.8m
第一滴水着地时,空中第二滴水与第三滴水之间的距离:51.2m-28.8m=22.4m
【答案】 (1) 0.8s (2) 22.4m
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第四节 自由落体运动
【基础过关】
1.(多选)(2021-2022学年重庆市育才中学高一(上)期中)关于自由落体运动下列说法中正确的是( )
A.做自由落体运动的物体在开始连续的三个1s内通过的位移之比是1∶3∶5
B.做自由落体运动的物体在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1∶2∶3
C.做自由落体运动的物体在开始连续的三个1s内的速度变化量大小之比是1∶2∶3
D.做自由落体运动的物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶2∶3
2.(2021-2022学年西南大学附属中学高一(上)期中)比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,如图所示,已知斜塔第一层的高度6.8m,小球经过第一层到达地面的时间为0.2s,g取10m/s2,不计空气阻力,则塔的高度为( )
A.54.45m B.61.25m C.65.85m D.72.15m
3.(2021-2022学年重庆南开中学高一(上)期中)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动。取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列描述该过程的速度和位置的关系图象中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2021-2022学年浙江省宁波市效实中学高一(上)期中)一根一端封闭,另一端装有阀门的玻璃管,内有纸片、羽毛、金属片.用抽气机把管内的空气几乎抽尽,再把玻璃管倒过来(如图所示).观察这些物体下落的快慢情况,下列说法中正确的( )
A.纸片下落最快
B.羽毛下落最快
C.金属片下落最快
D.三者下落一样快
5.(2021-2022学年上海交通大学附属中学高一(上)期中)下列叙述中不符合历史事实的是( )
A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重,下落的越快
B.伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C.伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快
D.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
6.(多选)(2021-2022学年山东省师范大学附属中学高一(上)期中)如图所示,一栋高为的三层楼房,每层楼高相等,且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边沿自由释放,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.石块依次到达三个窗户上沿的时间大小之比为
B.石块依次通过图中、、三点的速度之比为
C.石块依次到达三个窗户下沿的速度之比为
D.石块依次通过三层楼房的时间之比为1:2:3
7.(2021-2022学年江苏省南通市海门中学高一(上)期中)跳高运动员张国伟身高,在北京田径世锦赛跳高比赛上,他起跳后身体横着越过了高的横杆,获得了亚军。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为( )
A. B. C. D.
8.(2021-2022学年黑龙江省实验中学高一(上)期中)我国奥运健儿在东京奥运会上取得了辉煌成绩,下列说法正确的是( )
A.苏炳添跑出百米最好成绩9秒83,由此可求出他全程的平均速度
B.裁判给跳水运动员全红婵打分时,可以将其视为质点
C.蹦床运动员朱雪莹从最高点竖直下落到最低点的过程中做的是自由落体运动
D.巩立姣在女子铅球比赛中投出20.58m,该投掷过程中铅球的位移大小为20.58m
9.(2021-2022学年河南省实验中学高一(上)期中)下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中,正确的是( )
A.用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法
B.伽利略研究自由落体运动时,利用斜面进行实验,“冲淡”重力的作用,使得测量位移更容易
C.伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
D.根据速度定义式,当Δt非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了理想模型法
10.(2021-2022学年广东省深圳中学高一(上)期中)一物体以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g=10m/s2。以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,它在抛出之后前3秒内的位移和路程分别是( )
A.15m;15m B.15m;25m
C.25m;25m D.25m;15m
11.(2021-2022学年华南师范大学附属中学高一(上)期中)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地面的高度为( )
A. B. C. D.
12.(多选)(2021-2022学年北京市交大附中高一(上)期中)甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落,则在下落过程中( )
A.两球速度差始终不变 B.两球速度差越来越大
C.两球距离始终不变 D.两球距离越来越大
13.(2021-2022学年成都外国语学校高一(上)期末)小球从离地的高塔顶端自由下落,落地后静止(不计空气阻力,,则它下落后的第内和第内的高度之比为( )
A. B. C. D.
14.(2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一(上)期末)某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2,从抛出开始计时5s内,下列说法中不正确的是( )
A.位移大小为25m
B.物体的路程为65m
C.物体的速度改变量的大小为10m/s
D.物体的平均速度大小为5m/s,方向向上
15.(多选)(2021-2022学年福建师范大学附属中学高一(上)期末)在某一高度以的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10 m/s时,以下判断正确的是(g取10 m/s2)( )
A.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s,方向向下
B.小球的位移大小一定是15m
C.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s,方向向上
D.小球在这段时间内的平均速度大小可能为15m/s,方向向上
16.(多选)(2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一(上)期末)如图所示,甲同学拿着一把长50cm的直尺,乙同学把手放在0刻度线处准备抓尺,测反应时间。第一次乙同学抓住直尺位置的刻度值为20cm;重复实验,第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm,取。下列说法正确的是( )
A.乙同学第一次的“反应时间”比第二次长
B.乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为
C.若某同学的“反应时间”大于,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”
D.若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值,则可用上述方法直接测出“反应时间”
17.(2021-2022学年北京市第四中学高一(上)期末)物体自某一高处做自由落体运动的平均速度为10m/s,则该高度为(g取10m/s2)( )
A.5.0m B.10m C.20m D.25m
18.(2021-2022学年上海交通大学附属中学高一(上)期中)小球A匀速上升,速度为4m/s,经过时间t上升一段高度h.小球B以10m/s的初速度竖直向上抛出(空气阻力不计),经过时间t上升高度也为h..则:小球B运动的平均速度为__________m/s;小球B在t秒末时的速度为___________m/s.
19.(2021-2022学年广东实验中学高一(上)期中)某同学用图1所示的装置测定重力加速度:
(1)打出的纸带如图2所示,实验时纸带的______端应和重物相连接。(选填“甲”或“乙”)
(2)纸带上取连续的1至9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____ m/s2。
(3)当地的重力加速度数值为9.8m/s2,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_________________________________
20.(2021-2022学年重庆南开中学高一(上)期中)以10m/s的初速度从地面竖直上抛一石子,该石子两次经过小树顶端的时间间隔为1.2s,取重力加速度g=10m/s2,则小树高度为多少?
21.(2021-2022学年黑龙江省齐齐哈尔市实验中学高一(上)期中)跳伞运动员从350 m高空离开飞机由静止开始下降,最初未打开伞,自由下落一段距离后才打开伞,打开伞后以大小为2 m/s2的加速度匀减速下降,到达地面时速度为4 m/s,求跳伞运动员自由下降的高度.(重力加速度g取10m/s2)
22.(2021-2022学年黑龙江省大庆中学高一(上)期中)从离地面80 m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2
(1)小球经过多长时间落到地面?
(2)求小球下落时间为下落总时间的一半时离地面的高度?
23.(2021-2022学年北京市交大附中高一(上)期中)如图所示,奥地利运动员做低空跳伞表演,他在离地面某高度处,由静止开始做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞,以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降了99m落至地面,落地速度是5m/s。(g取10m/s2)
(1)求运动员展开伞时的瞬时速度大小;
(2)从开始下落至打开降落伞的时间;
(3)开始运动时距地面的高度。
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第四节 自由落体运动
【能力提升】
1.(2021-2022学年重庆南开中学高一(上)期中)如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中、、、、所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为,每块砖的厚度为。根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.位置“”是小球释放的初始位置 B.小球做匀速直线运动
C.小球下落的加速度为 D.小球在位置“”的速度为
2.(2021-2022学年江苏省南京市外国语学校高一(上)期中)一个可视为质点的小石块从塔顶自由下落,它在最后一秒内的位移是30m(取g=10m/s2)则( )
A.石块的末速度是30m/s
B.石块的末速度是35m/s
C.石块的下落时间是3s
D.石块下落过程中的平均速度为15m/s
3.(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)期末)小球A从离地面20m高处做自由落体运动,小球B从A正下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动,两球同时开始运动,在空中相遇,取,则下列说法正确的是( )
A.相遇时,小球B的速率是15m/s
B.两球相遇位置离地面高度为15m
C.开始运动0.5s时两球相遇
D.从开始运动到相遇,A、B两球位移大小之比为1∶1
4.(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)月考)物体从h高处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为时,物体的速度和距离地面的高度分别是 ( )
A., B., C., D.,
5.(2021-2022学年陕西省长安一中高一(上)期中)如图所示,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第二个所用的时间为t1,第三个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A.4<<5 B.3<<4 C.2<<3 D.1<<2
6.(2021-2022学年陕西省西安市第一中学高一(上)期中)一块石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹。该爱好者用直尺量出轨迹的长度,如图所示,已知曝光时间为,照片中像长度为物体实际长度的。若重力加速度,则小石子出发点离点约为( )
A. B. C. D.
7.(多选)(2021-2022学年宁夏石嘴山市平罗中学高一(上)期中)物体从某一高度处开始做自由落体运动,3s后落到地面(g取10m/s2),则下列选项中正确的是( )
A.物体下落处离地面高为30m
B.物体落地时的速度大小为30m/s
C.物体在落地前最后1s内的位移为25m
D.物体在整个下落过程中的平均速度为15m/s
8.(多选)(2021-2022学年长春外国语学校高一(上)期中)屋檐每隔0.2s由静止落下一滴水滴,t时刻某一水滴欲下落时,刚好只有两滴水滴分别位于高为1.4m的窗户上、下沿,若不考虑其他阻力的影响,取,则( )
A.水滴从窗户上沿到下沿的平均速度为7m/s
B.水滴从屋檐到窗户上沿的下落时间为0.8s
C.窗户下沿离屋檐的高度为3.2m
D.t时刻窗户下沿到屋檐之间有5滴水滴正在下落
9.(多选)(2021-2022学年黑龙江省实验中学高一(上)期中)如图,一长L=0.05 m的铁链用短绳悬挂在天花板上,铁链正下方h=0.2 m处竖直放置一长度也为h、内径比铁链直径稍大的钢管。剪断轻绳,铁链由静止开始下落,不计空气阻力,取g=10m/s2,则( )
A.铁链下端刚要进入钢管时的速度大小为2 m/s
B.铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为3 m/s
C.铁链通过钢管的时间为0.3 s
D.铁链通过钢管的时间为0.1 s
10.(2021-2022学年河南省郑州一中高一(上)期中)在庆祝建党100周年的烟花表演中,某烟花弹被竖直向上发射出之后,上升过程可看作匀变速直线运动,烟花弹经到达最高点后绚烂绽放,烟花弹通过第内位移的后用时为,通过第内位移的前用时为,则为( )
A. B. C. D.
11.(2021-2022学年河北省唐山一中高一(上)期中)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,从第一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,声速为,取,则( )
A.重力加速度的计算式为
B.重力加速度的计算式为
C.水龙头距人耳的距离至少为34m
D.水龙头距盘子的距离至少为34m
12.(2021-2022学年福建省福州三中高一(上)期中)蹦极是一项刺激的户外休闲活动,可以使蹦极者在空中体验几秒钟的“自由落体”。如图所示,蹦极者站在高塔顶端,将一端固定的弹性长绳系在腰上,然后双臂伸开,双腿并拢,头朝下跳离高塔。设弹性绳的原长为L,蹦极者下落第一个时速度的增加量为Δv1,下落第五个时速度的增加量为Δv2,把蹦极者视为质点,蹦极者离开塔顶时的速度为零,不计空气阻力,则满足( )
A.1<<2 B.2<<3
C.3<<4 D.4<<5
13.(多选)(2021-2022学年成都外国语学校高一(上)期末)某同学将一物块竖直上抛(不计空气阻力的影响),抛出后第3秒内物块的位移为0,并且再经过2.5秒物块落地。取,则以下说法错误的是( )
A.物块上抛的初速度大小为 B.物块落地时的速度大小为
C.物块在第4秒内的位移大小为 D.物块抛出点距离地面
14.(2021-2022学年哈尔滨师范大学附属中学高一(上)期末)从地面竖直向上抛出一个物体A,同时在离地面高度为H处有另一个物体B开始自由落下,两物体不在同一竖直线上,它们同时到达同一高度,且此时速率都为v,不计空气阻力,两物体可视为质点,则下列说法中错误的是( )
A.两物体同时到达同一高度时,物体B下落了
B.物体A上抛时的初速度和物体B落地时的速度大小相等
C.物体A运动至最高点时物体B刚好落地
D.物体A上升的最大高度为H
15.(2021-2022学年上海交通大学附属中学高一(上)期中)某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度,光电门、B与光电计时器相连,记录小球经过光电门和光电门B所用的时间。保持光电门的位置不变,多次改变光电门的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放,记录每次两光电门间的高度差及小球从光电门运动到光电门B所用的时间,作出图像如图丙所示,若图像斜率的绝对值为,则图像与纵轴的截距意义为__,当地的重力加速度为__。
16.(2021-2022学年华南师范大学附属中学高一(上)期中)某同学利用如图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度
(1)对该实验装置及其操作的要求,下列说法正确的是( )
A.打点计时器应接交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G.为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连续的点作为计数点
(2)如图是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带,把开头几个模糊不清的点去掉,以较清晰的某一个点作为计数点A,依次标记为点B、C、D、E、F,相邻两个计数点时间间隔T=0.02s。测量出各点间的距离已经标在纸带上。实验中先打下的点是__________(选填“A”或“G”)。打点计时器打出D点时重物的瞬时速度为__________,物体做自由落体运动的加速度的值约为__________。(本题计算结果保留三位有效数字)
17.(2021-2022学年浙江省宁波市效实中学高一(上)期中)一矿井深为45m,在井口每隔一定时间自由下落一个小球,当第七个小球刚从井口下落时,第一个小球恰好到达井底,则相邻两个小球开始下落的时间间隔为多少?这时第三个小球和第五个小球相隔多少米?(,不计空气阻力)
18.(2021-2022学年山西省长治市第二中学高一(上)期中)一个氢气球以4 m/ s2的加速度由静止从地面竖直上升,5s末从气球上面脱离一重物,求此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从气球上掉下后,经多长时间落回地面?(忽略空气阻力,,取=10m/s2,结果保留3位有效数字)
19.(2021-2022学年江苏省南京市外国语学校高一(上)期中)如图所示,直棒长,上端为、下端为,在的正下方处有一长度为,内径比直棒大得多的固定空心竖直管.手持直棒由静止释放,让棒做自由落体运动,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)直棒下端刚好开始进入空心管时的瞬时速度;
(2)直棒从开始下落至上端离开空心管所用的时间;
(3)直棒在空心管中运动的时间(结果可用根号表示)。
20.(2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一(上)期中)一个物体从 H 高处自由落下,经过最后 196m 所用的时间是 4s,求物体下落 H 高度所用的总时间 T 和高度 H 是多少?取 g=9.8m/s2,空气阻力不计。
21.(2021-2022学年深圳外国语学校高一(上)期中)在一座高80m的楼边缘,每隔一定时间有一滴水滴落.当第一滴水滴到达地面时,第六滴水正好离开楼顶边缘.如果水滴的运动为自由落体运动,求:(g取10m/s2)
(1)相邻两水滴下落的时间间隔?
(2)第一滴水着地时,空中第二滴水与第三滴水之间的距离?
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第四节 自由落体运动
【基础过关】
1.(多选)(2021-2022学年重庆市育才中学高一(上)期中)关于自由落体运动下列说法中正确的是( )
A.做自由落体运动的物体在开始连续的三个1s内通过的位移之比是1∶3∶5
B.做自由落体运动的物体在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1∶2∶3
C.做自由落体运动的物体在开始连续的三个1s内的速度变化量大小之比是1∶2∶3
D.做自由落体运动的物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶2∶3
【解析】 A.自由落体运动为初速度为零的匀加速运动,由推论可知从开始下落起,连续的三个1s内通过的位移之比是1:3:5,A正确;
B.自由落体运动为初速度为零的匀加速运动,由,可知从开始下落起,连续的三个1s末的速度即1s末,2s末,3s末的速度之比,所以连续的三个1s末的速度大小之比是1:2:3,B正确;
C.根据,开始连续的三个1s内的速度变化量大小之比是1∶1∶1,C错误;
D.根据,可知,做自由落体运动的物体从开始运动到距下落点5m、10m、15m 所经历的时间之比为 ,D错误。故选AB。
【答案】 AB
2.(2021-2022学年西南大学附属中学高一(上)期中)比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,如图所示,已知斜塔第一层的高度6.8m,小球经过第一层到达地面的时间为0.2s,g取10m/s2,不计空气阻力,则塔的高度为( )
A.54.45m B.61.25m C.65.85m D.72.15m
【解析】 设小球到达第一层时的速度为v1,则有,代入数据得,则塔顶离第一层的高度,所以塔的总高度,故选B。
【答案】 B
3.(2021-2022学年重庆南开中学高一(上)期中)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动。取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列描述该过程的速度和位置的关系图象中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【解析】 以竖直向上为正方向,取小球的落地点为原点建立坐标系,则t=0时刻小球的速度向上为正值且最大,小球上升过程中速度减小,由根据运动学公式有v2=v02-2gx,由数学知识可得,v-x图象应是开口向左的抛物线。故选A。
【答案】 A
4.(2021-2022学年浙江省宁波市效实中学高一(上)期中)一根一端封闭,另一端装有阀门的玻璃管,内有纸片、羽毛、金属片.用抽气机把管内的空气几乎抽尽,再把玻璃管倒过来(如图所示).观察这些物体下落的快慢情况,下列说法中正确的( )
A.纸片下落最快
B.羽毛下落最快
C.金属片下落最快
D.三者下落一样快
【解析】 把管内的空气全部抽尽,则物体不受空气阻力,三个物体都做自由落体运动,都只受重力作用,下落加速度均为g,经过相同时间,物体的速度为,g相同,v一样大,即下落一样快,D正确.
【答案】 D
5.(2021-2022学年上海交通大学附属中学高一(上)期中)下列叙述中不符合历史事实的是( )
A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重,下落的越快
B.伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C.伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快
D.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
【解析】 A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重,下落的越快,符合事实,选项A不符合题意。
B.伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方,符合事实,选项B不符合题意。
C.伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快,符合事实,选项C不符合题意。
D.伽利略用斜面实验,并经过逻辑推理说明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,选项D不符合事实,符合题意。故选D。
【答案】 D
6.(多选)(2021-2022学年山东省师范大学附属中学高一(上)期中)如图所示,一栋高为的三层楼房,每层楼高相等,且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边沿自由释放,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.石块依次到达三个窗户上沿的时间大小之比为
B.石块依次通过图中、、三点的速度之比为
C.石块依次到达三个窗户下沿的速度之比为
D.石块依次通过三层楼房的时间之比为1:2:3
【解析】 A.石块依次到达三个窗户上沿的位移分别为1m,4m,7m;根据速度位移关系v2=2gh,可知,石块依次到达三个窗户上沿的速度大小之比为1:2:,故A错误;
B.石块依次通过图中、、三点的位移分别为2m,4m,6m;根据速度位移关系v2=2gh,可知,石块依次通过图中、、三点的速度之比为,故B正确;
C.石块依次到达三个窗户下沿的位移为2m,5m,8m,根据速度位移关系v2=2gh,可知,石块依次到达三个窗户下沿的速度之比为,故C正确;
D.石块初速度为0,且每层楼房的高度相同,根据初速度为0的匀加速直线运动比例关系式可知,石块依次通过三层楼房的时间之比为,故D错误。故选BC。
【答案】 BC
7.(2021-2022学年江苏省南通市海门中学高一(上)期中)跳高运动员张国伟身高,在北京田径世锦赛跳高比赛上,他起跳后身体横着越过了高的横杆,获得了亚军。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为( )
A. B. C. D.
【解析】 由题意可知运动员的重心大约在1m处,起跳过程中重心升高的最大高度为h=2.33m-1m=1.33m,由,可得他起跳时竖直向上的速度,故C正确,ABD错误。故选C。
【答案】 C
8.(2021-2022学年黑龙江省实验中学高一(上)期中)我国奥运健儿在东京奥运会上取得了辉煌成绩,下列说法正确的是( )
A.苏炳添跑出百米最好成绩9秒83,由此可求出他全程的平均速度
B.裁判给跳水运动员全红婵打分时,可以将其视为质点
C.蹦床运动员朱雪莹从最高点竖直下落到最低点的过程中做的是自由落体运动
D.巩立姣在女子铅球比赛中投出20.58m,该投掷过程中铅球的位移大小为20.58m
【解析】 A.百米跑是直线运动,位移是100m,又知道了时间9秒83,所以,可以求出全程的平均速度,故A正确;
B.裁判给跳水运动员全红婵打分时,对动作是有要求的,所以,不能将其视为质点,故B错误;
C.自由落体运动的特点是初速度为零,且只受重力。运动员与蹦床接触后,除受重力外还受弹力作用,所以整个过程是不能看作自由落体运动的,故C错误;
D.20.58m是铅球的水平位移,而铅球的初始位置离地面有一定的高度,铅球的位移大于20.58m,故D错误。故选A。
【答案】 A
9.(2021-2022学年河南省实验中学高一(上)期中)下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中,正确的是( )
A.用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法
B.伽利略研究自由落体运动时,利用斜面进行实验,“冲淡”重力的作用,使得测量位移更容易
C.伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
D.根据速度定义式,当Δt非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了理想模型法
【解析】 A.为了研究方便,用质点来代替实际物体的研究方法叫理想化物理模型法,故A错误;
B.伽利略研究自由落体运动时,利用斜面进行实验,“冲淡”重力的作用,其实是为了使物体下落的时间更长些,减小实验误差,使得测量时间更容易,故B错误;
C.伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律,故C正确;
D.当Δt非常小趋向于零时,表示非常短的时间内的速度即瞬时速度,这种方法称为极限法,故D错误。故选C。
【答案】 C
10.(2021-2022学年广东省深圳中学高一(上)期中)一物体以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g=10m/s2。以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,它在抛出之后前3秒内的位移和路程分别是( )
A.15m;15m B.15m;25m
C.25m;25m D.25m;15m
【解析】 物体上升的总时间为,上升的最大高度为,下落时间为t2=1s,下落1s通过的位移为,所以3s内物体的路程为,位移为,故选B正确,ACD错误。故选B。
【答案】 B
11.(2021-2022学年华南师范大学附属中学高一(上)期中)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地面的高度为( )
A. B. C. D.
【解析】 由自由落体位移公式可得,整个过程下落的位移满足,下落过程的位移为,故离地面的高度为。故选D。
【答案】 D
12.(多选)(2021-2022学年北京市交大附中高一(上)期中)甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落,则在下落过程中( )
A.两球速度差始终不变 B.两球速度差越来越大
C.两球距离始终不变 D.两球距离越来越大
【解析】 设甲球下落时间为,则乙球下落时间为
AB.由自由落体速度公式,可得两球速度差为,则两球速度差恒定,故A正确,B错误;
CD.由自由落体位移公式,可得两球距离为,则两球距离越来越大,故C错误,D正确。故选AD。
【答案】 AD
13.(2021-2022学年成都外国语学校高一(上)期末)小球从离地的高塔顶端自由下落,落地后静止(不计空气阻力,,则它下落后的第内和第内的高度之比为( )
A. B. C. D.
【解析】 第内的位移,小球下落前4s的位移,小球下落的时间,解得,5s末小球已经落地,则下落第5s内位移为,则它下落后的第1s内和第5s内的高度之比1:4,故选B。
【答案】 B
14.(2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一(上)期末)某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2,从抛出开始计时5s内,下列说法中不正确的是( )
A.位移大小为25m
B.物体的路程为65m
C.物体的速度改变量的大小为10m/s
D.物体的平均速度大小为5m/s,方向向上
【解析】 A.从抛出开始计时5s内,物体的位移为,故A正确;
B.物体上升的最大高度为,从抛出开始计时5s内,物体的路程为,故B正确;
C.从抛出开始计时5s内,物体的速度改变量的大小为,故C错误;
D.从抛出开始计时5s内,物体的平均速度大小为,方向向上,故D正确。故选C。
【答案】 C
15.(多选)(2021-2022学年福建师范大学附属中学高一(上)期末)在某一高度以的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10 m/s时,以下判断正确的是(g取10 m/s2)( )
A.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s,方向向下
B.小球的位移大小一定是15m
C.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s,方向向上
D.小球在这段时间内的平均速度大小可能为15m/s,方向向上
【解析】 ACD.小球被竖直向上抛出, 做的是匀变速直线运动,平均速度可以用匀变速直线运动的平均速度公式,求出。规定竖直向上为正方向,当小球的末速度大小为10m/s、方向竖直向上时,,用公式求得平均速度为15 m/s,方向竖直向上;当小球的末速度大小为10 m/s、方向竖直向下时,,用公式求得平均速度大小为5m/s,方向竖直向上,故A错误,BD正确;
C.由于末速度大小为10m/s时,球的位置一定,距起点的位移,C正确。故选BCD。
【答案】 BCD
16.(多选)(2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一(上)期末)如图所示,甲同学拿着一把长50cm的直尺,乙同学把手放在0刻度线处准备抓尺,测反应时间。第一次乙同学抓住直尺位置的刻度值为20cm;重复实验,第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm,取。下列说法正确的是( )
A.乙同学第一次的“反应时间”比第二次长
B.乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为
C.若某同学的“反应时间”大于,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”
D.若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值,则可用上述方法直接测出“反应时间”
【解析】 A.直尺下落的高度为h,根据,可得,则下落高度越大,用时越长,乙同学第一次的“反应时间”比第二次长,故A正确;
B.由可得乙第一次抓住直尺时,直尺的速度为,故B错误;
C.若某同学的“反应时间”大于0.4s,则下落的高度,大于该直尺的长度,用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”,故C正确;
D.将计算出的反应时间对应到尺子的长度上时,则可用上述方法直接测出“反应时间”,故D正确。故选ACD。
【答案】 ACD
17.(2021-2022学年北京市第四中学高一(上)期末)物体自某一高处做自由落体运动的平均速度为10m/s,则该高度为(g取10m/s2)( )
A.5.0m B.10m C.20m D.25m
【解析】 根据平均速度推论知,解得落地的速度v=2×10m/s=20m/s,根据v2=2gh可得物体下落高度为:
A.5.0m,与结论不相符,选项A错误;
B.10m,与结论不相符,选项B错误;
C.20m,与结论相符,选项C正确;
D.25m,与结论不相符,选项D错误;故选C。
【答案】 C
18.(2021-2022学年上海交通大学附属中学高一(上)期中)小球A匀速上升,速度为4m/s,经过时间t上升一段高度h.小球B以10m/s的初速度竖直向上抛出(空气阻力不计),经过时间t上升高度也为h..则:小球B运动的平均速度为__________m/s;小球B在t秒末时的速度为___________m/s.
【解析】 小球A匀速上升,则,而小球B经过时间t上升高度也为h,根据平均速度的定义则,小球B做匀变速运动,根据 可知t时刻的速度为.
【答案】 ①4 ②-2
19.(2021-2022学年广东实验中学高一(上)期中)某同学用图1所示的装置测定重力加速度:
(1)打出的纸带如图2所示,实验时纸带的______端应和重物相连接。(选填“甲”或“乙”)
(2)纸带上取连续的1至9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____ m/s2。
(3)当地的重力加速度数值为9.8m/s2,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_________________________________
【解析】 (1)[1]重物带着纸带加速下降,下落越来越快,相同时间内的距离越来越大,故乙端应和重物相连接;
(2)[2] 实验时的加速度为
(3)[3]纸带与打点计时器间有摩擦,空气阻力等都可以导致实际加速度偏小。
【答案】 ①乙 ②9.4 ③重物与纸带受到摩擦阻力和空气阻力
20.(2021-2022学年重庆南开中学高一(上)期中)以10m/s的初速度从地面竖直上抛一石子,该石子两次经过小树顶端的时间间隔为1.2s,取重力加速度g=10m/s2,则小树高度为多少?
【解析】 根据竖直上抛的对称性可知,石子从最高点运动到小树顶端所用的时间为,
则石子在小树顶端时的速度为
石子从地面到小树顶端,根据位移—速度关系有
代入数据解得
【答案】
21.(2021-2022学年黑龙江省齐齐哈尔市实验中学高一(上)期中)跳伞运动员从350 m高空离开飞机由静止开始下降,最初未打开伞,自由下落一段距离后才打开伞,打开伞后以大小为2 m/s2的加速度匀减速下降,到达地面时速度为4 m/s,求跳伞运动员自由下降的高度.(重力加速度g取10m/s2)
【解析】 设运动员自由下落的高度为h1,做减速运动的高度为h2.
则有:h1 + h2 = 350 m
自由下落阶段:2gh1 = v
减速下落阶段:-2ah2 = v-v
联立以上并代入数据解得:h1 = 59 m
【答案】 59 m
22.(2021-2022学年黑龙江省大庆中学高一(上)期中)从离地面80 m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2
(1)小球经过多长时间落到地面?
(2)求小球下落时间为下落总时间的一半时离地面的高度?
【解析】 (1)由
得落地时间
(2)最初2s内的位移大小为
离地面高度
【答案】 (1)4s;(2)60m
23.(2021-2022学年北京市交大附中高一(上)期中)如图所示,奥地利运动员做低空跳伞表演,他在离地面某高度处,由静止开始做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞,以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降了99m落至地面,落地速度是5m/s。(g取10m/s2)
(1)求运动员展开伞时的瞬时速度大小;
(2)从开始下落至打开降落伞的时间;
(3)开始运动时距地面的高度。
【解析】 (1)根据匀变速直线运动位移与速度的关系有vt2 - v02 = 2ax
代入数据有v0 = 50m/s
(2)根据自由落体运动的公式有v0 = gt
代入数据有t = 5s
(3)自由落体运动的位移为h = gt2 = 125m
则总长度H = h + 99 = 224m
【答案】 (1)50m/s;(2)5s;(3)224m
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