高中物理必修一2.4自由落体运动（含答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理必修一2.4自由落体运动（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 95.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-10 10:36:04 | ||
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文档简介
高中物理必修一2.4自由落体运动
一、选择题（1-5单选题，6-8多选题）
1．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间，两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间：如图（1）所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下部作握尺的准备（但不与尺接触），当看到甲放开手时，乙立即握住尺．若乙作握尺准备时，手指位置如图（2）所示，而握住尺时的位置如图（3）所示．由此测得乙同学的反应时间最接近（ ）
A．2.0 s B．0.04 s C．0.50 s D．0.30 s
2．物体做自由落体运动，下列判断正确的是（g取）（ ）
A．物体3s末速度的大小为20m/s
B．物体下落5m需要的时间是1s
C．物体3s内下落的高度是30m
D．物体相同时间的速度增量越来越大
3．如图所示，地面上方离地面高度分别为的，，的三个金属小球a、b、c。若先后释放a、b、c，三球刚好同时落到地面上，不计空气阻力，重力加速度g，则（ ）
A．b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差
B．三小球运动时间之比为
C．a比b早释放的时间为
D．三小球到达地面时的速度大小之比是6：4：3
4．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到其正下方的盘子里，调整水龙头的松紧，让前一滴水滴到盘子而听到响声时后一滴水恰离开水龙头，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．设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，则（不计水滴下落过程中受到的阻力）（ ）
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34m
C．重力加速度的计算式为
D．重力加速度的计算式为
5．将物体从空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，1s末物体的速率为9.8m/s，则此时物体的位置和速度方向是（ ）
A．在A点上方，速度方向向下 B．在A点上方，速度方向向上
C．在A点，速度方向向下 D．在A点下方，速度方向向下
6．从地面竖直上抛物体A，同时在某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中相遇时的速率都是v，则（ ）
A．物体A的上抛初速度大小是两物体相遇时速度大小的2倍
B．相遇时物体A已上升的高度和物体B已下降的高度相同
C．物体A和物体B在空中运动时间相等
D．物体A和物体B落地速度相等
7．物体从离地面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2），则下列选项中正确的是（ ）
A．物体运动3s后落地
B．物体落地时的速度大小为20m/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20m/s
8．如图所示、小球位于竖直空心管的最上端h处，管的内径大于小球直径。小球由静止释放，下落 t后（此时小球未到管的最上端）由静止释放空心管，小球穿过管的时间为t，下列说法正确的是（ ）
A．减小 t，t变小 B．减小 t，t变大
C． t不变，增大h，t变大 D． t不变，增大h，t不变
二、非选择题
9．物体自某高处自由下落，最后1s下落的高度是25m，g取10m/s2，求物体下落的总高度．
10．延时摄影可以捕捉到一段时间内物体的运动和变化效果。某人在室内以窗户为背景延时摄影时，恰好把窗外从高处自由落下的一颗小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动轨迹的长度为1.5cm，经测量发现，实际高度为1m的窗框在照片中的长度为5cm，不计空气阻力，取重力加速度大小为g=10m/s2。（为了方便计算，在曝光的0.01s极短时间内，石子的运动可当成匀速直线运动来处理）求：
（1）曝光时石子运动的速度大小；
（2）石子开始下落处离开始曝光时所在位置的高度；
（3）石子在曝光前1s内的位移大小。
11．“跳楼机”是一种大型游戏机，让人体验短暂的“完全失重”非常刺激。参加游戏的游客被安全装置固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处，然后由静止释放。为了游客安全舒适，自由落体运动后，做匀减速运动的加速度不能超过1.5g，且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面，取。求：
（1）若游客自由下落2s后开始减速，匀减速运动时加速度的大小；
（2）为了游客安全舒适，游客下落过程的最大速率。
12．从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求：
（1）经过多长时间落到地面
（2）下落时间为总时间的一半时的位移
（3）自开始下落时计时，在第1s内和最后1s内的位移
（4）第2s末的瞬时速度和前2s内的平均速度．
13．如图所示，某跳伞运动员在离地面高度为处，由静止开始做自由落体运动。一段时间后，立即打开降落伞，以的平均加速度匀减速下降落至地面，落地速度为 。（取）
（1）求运动员展开伞时的瞬时速度；
（2）求运动员展开伞时，距离地面的高度；
（3）求运动员在空中的时间。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】B
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】B
6．【答案】A,D
7．【答案】A,C
8．【答案】B,D
9．【答案】设总时间是t，根据运动学公式得
t=3s
物体下落的高度为
答：物体下落的总高度为45m
10．【答案】（1）解：曝光时间内石子下落的距离
故曝光时石子运动的速度大小为
（2）解：石子下落做自由落体运动，则有
解得
（3）解：由
解得石子下落时间为
石子前2s内的位移
故石子在曝光前1s内的位移
11．【答案】（1）解：自由下落2s后
下落高度
则 ，
解得
（2）解：匀减速加速度最大时，游客下落过程的速率最大 ，
解得
12．【答案】（1）解：由x= gt2得，
下落总时间为
t= = s=4 s．
答：经过4s长时间落到地面
（2）解：小球下落时间的一半为
t′= =2 s
这段时间内的位移为
x′= gt′2= ×10×22 m=20 m．
答：下落时间为总时间的一半时的位移为20m
（3）解：小球第1 s内的位移为
x1= gt12= ×10×12 m=5 m
小球前3 s内的位移为
x3= gt32= ×10×32 m=45 m
小球从第3 s末到第4 s末的位移，即最后1 s内的位移为
x4=x﹣x3=80 m﹣45 m=35 m
答：自开始下落时计时，在第1s内和最后1s内的位移分别为5m和35m
（4）解：v=gt=10×2m/s=20m/s
答：第2s末的瞬时速度和前2s内的平均速度分别为20m/s和10m/s．
13．【答案】（1）；（2）；（3）
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一、选择题（1-5单选题，6-8多选题）
1．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间，两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间：如图（1）所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下部作握尺的准备（但不与尺接触），当看到甲放开手时，乙立即握住尺．若乙作握尺准备时，手指位置如图（2）所示，而握住尺时的位置如图（3）所示．由此测得乙同学的反应时间最接近（ ）
A．2.0 s B．0.04 s C．0.50 s D．0.30 s
2．物体做自由落体运动，下列判断正确的是（g取）（ ）
A．物体3s末速度的大小为20m/s
B．物体下落5m需要的时间是1s
C．物体3s内下落的高度是30m
D．物体相同时间的速度增量越来越大
3．如图所示，地面上方离地面高度分别为的，，的三个金属小球a、b、c。若先后释放a、b、c，三球刚好同时落到地面上，不计空气阻力，重力加速度g，则（ ）
A．b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差
B．三小球运动时间之比为
C．a比b早释放的时间为
D．三小球到达地面时的速度大小之比是6：4：3
4．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到其正下方的盘子里，调整水龙头的松紧，让前一滴水滴到盘子而听到响声时后一滴水恰离开水龙头，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．设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，则（不计水滴下落过程中受到的阻力）（ ）
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34m
C．重力加速度的计算式为
D．重力加速度的计算式为
5．将物体从空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，1s末物体的速率为9.8m/s，则此时物体的位置和速度方向是（ ）
A．在A点上方，速度方向向下 B．在A点上方，速度方向向上
C．在A点，速度方向向下 D．在A点下方，速度方向向下
6．从地面竖直上抛物体A，同时在某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中相遇时的速率都是v，则（ ）
A．物体A的上抛初速度大小是两物体相遇时速度大小的2倍
B．相遇时物体A已上升的高度和物体B已下降的高度相同
C．物体A和物体B在空中运动时间相等
D．物体A和物体B落地速度相等
7．物体从离地面45m高处做自由落体运动（g取10m/s2），则下列选项中正确的是（ ）
A．物体运动3s后落地
B．物体落地时的速度大小为20m/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20m/s
8．如图所示、小球位于竖直空心管的最上端h处，管的内径大于小球直径。小球由静止释放，下落 t后（此时小球未到管的最上端）由静止释放空心管，小球穿过管的时间为t，下列说法正确的是（ ）
A．减小 t，t变小 B．减小 t，t变大
C． t不变，增大h，t变大 D． t不变，增大h，t不变
二、非选择题
9．物体自某高处自由下落，最后1s下落的高度是25m，g取10m/s2，求物体下落的总高度．
10．延时摄影可以捕捉到一段时间内物体的运动和变化效果。某人在室内以窗户为背景延时摄影时，恰好把窗外从高处自由落下的一颗小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动轨迹的长度为1.5cm，经测量发现，实际高度为1m的窗框在照片中的长度为5cm，不计空气阻力，取重力加速度大小为g=10m/s2。（为了方便计算，在曝光的0.01s极短时间内，石子的运动可当成匀速直线运动来处理）求：
（1）曝光时石子运动的速度大小；
（2）石子开始下落处离开始曝光时所在位置的高度；
（3）石子在曝光前1s内的位移大小。
11．“跳楼机”是一种大型游戏机，让人体验短暂的“完全失重”非常刺激。参加游戏的游客被安全装置固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处，然后由静止释放。为了游客安全舒适，自由落体运动后，做匀减速运动的加速度不能超过1.5g，且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面，取。求：
（1）若游客自由下落2s后开始减速，匀减速运动时加速度的大小；
（2）为了游客安全舒适，游客下落过程的最大速率。
12．从离地面80m的空中自由落下一个小球，取g=10m/s2，求：
（1）经过多长时间落到地面
（2）下落时间为总时间的一半时的位移
（3）自开始下落时计时，在第1s内和最后1s内的位移
（4）第2s末的瞬时速度和前2s内的平均速度．
13．如图所示，某跳伞运动员在离地面高度为处，由静止开始做自由落体运动。一段时间后，立即打开降落伞，以的平均加速度匀减速下降落至地面，落地速度为 。（取）
（1）求运动员展开伞时的瞬时速度；
（2）求运动员展开伞时，距离地面的高度；
（3）求运动员在空中的时间。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】B
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】B
6．【答案】A,D
7．【答案】A,C
8．【答案】B,D
9．【答案】设总时间是t，根据运动学公式得
t=3s
物体下落的高度为
答：物体下落的总高度为45m
10．【答案】（1）解：曝光时间内石子下落的距离
故曝光时石子运动的速度大小为
（2）解：石子下落做自由落体运动，则有
解得
（3）解：由
解得石子下落时间为
石子前2s内的位移
故石子在曝光前1s内的位移
11．【答案】（1）解：自由下落2s后
下落高度
则 ，
解得
（2）解：匀减速加速度最大时，游客下落过程的速率最大 ，
解得
12．【答案】（1）解：由x= gt2得，
下落总时间为
t= = s=4 s．
答：经过4s长时间落到地面
（2）解：小球下落时间的一半为
t′= =2 s
这段时间内的位移为
x′= gt′2= ×10×22 m=20 m．
答：下落时间为总时间的一半时的位移为20m
（3）解：小球第1 s内的位移为
x1= gt12= ×10×12 m=5 m
小球前3 s内的位移为
x3= gt32= ×10×32 m=45 m
小球从第3 s末到第4 s末的位移，即最后1 s内的位移为
x4=x﹣x3=80 m﹣45 m=35 m
答：自开始下落时计时，在第1s内和最后1s内的位移分别为5m和35m
（4）解：v=gt=10×2m/s=20m/s
答：第2s末的瞬时速度和前2s内的平均速度分别为20m/s和10m/s．
13．【答案】（1）；（2）；（3）
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