第四节 自由落体运动
(分值:100分)
选择题1~10,12题,每小题8分,共88分。
基础对点练
题组一 自由落体运动和自由落体加速度
1.下列物体的运动可以看作自由落体运动的是( )
从树上飘落的树叶
由静止开始下落的小钢球
被运动员推出去的铅球
从水面自由落到水底的石子
2.(多选)关于重力加速度的下列说法中正确的是( )
重力加速度g是标量,只有大小,没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2
在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差很大
在地球上同一地点同一高度,一切物体做自由落体运动的加速度都相同
在地球上的同一地方,离地面越高,重力加速度g越小
3.小球从某一高度开始做自由落体运动,则在释放小球的瞬间( )
小球的速度和加速度均为零
小球的速度为零,加速度不为零
小球的速度不为零,加速度为零
小球的速度和加速度均不为零
4.(多选)(2024·广东潮州高一月考)下图中可以表示物体做自由落体运动的有( )
A B C D
题组二 自由落体运动的规律
5.甲物体的质量是乙物体的3倍,它们同时从同一地点由静止下落,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
甲比乙先着地
下落过程中,甲比乙的加速度大
着地时,甲比乙速度大
下落过程中,两者始终有相同的位移
6.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。如图甲所示,A握住尺的上端,B在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触),当看到A放开手时,B立即握住尺。若B做握尺准备时,手指位置如图乙所示,而握住尺时的位置如图丙所示,由此测得B同学的反应时间约为( )
0.2 s 0.3 s 0.1 s 0.4 s
7.(多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
自由落体运动是沿竖直方向的匀加速直线运动
竖直方向的位移只要满足s1∶s2∶s3∶…=1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动
自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5
自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶5
8.一石块从高度为H处自由下落,当速度达到落地速度的一半时,它的下落距离等于( )
综合提升练
9.(多选)一个可视为质点的物体从距离地面45 m高的空中由静止开始下落,不计空气阻力,取g=10 m/s2,下列结论正确的是( )
物体下落的时间是4 s
第1秒内下落的高度是5 m
物体落地前瞬间的速度大小是40 m/s
整个下落过程的平均速度大小是15 m/s
10.某物体做自由落体运动,g取10 m/s 2,则( )
第2 s内的平均速度为10 m/s
第3 s内的位移为45 m
后一秒内的位移总比前一秒内的位移多5 m
后一秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大10 m/s
11.(12分)(2024·广东广州高一期中)高空抛物具有高度的危险性,极易引发重大事故或造成人身伤亡、财产损失。从离地面80 m的空中自由落下一个小球,取g=10 m/s2,求:
(1)(4分)经过多长时间落到地面;
(2)(4分)落到地面的速度大小;
(3)(4分)自开始下落时计时,在第2 s内和最后2 s内的位移大小。
培优加强练
12.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则( )
小球在第2 s末的速度是20 m/s
该星球上此处的重力加速度为4 m/s2
小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
小球在前5 s内的位移是100 m
第四节 自由落体运动
1.B [从树上飘落的树叶,在运动过程中所受空气阻力不是远小于重力,A错误;由静止下落的钢球,由于初速度为0,G f阻,故可以看成自由落体运动,B正确;被推出去的铅球的初速度v0≠0,C错误;从水面自由落到水底的石子,所受阻力f阻不是远小于重力,D错误。]
2.CD [重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同,在地球表面,不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右,所以A、B错误;在地球表面同一地点同一高度,g的值都相同,随着高度的增大,g的值逐渐减小,所以C、D正确。]
3.B [自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速运动,在任一时刻加速度都相等,故在释放小球的瞬间,小球速度为零但加速度不为零,B正确。]
4.AD [自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,有vt=gt,则v-t图像是过原点的倾斜直线,A正确;根据位移公式s=gt2,知s-t图像是抛物线,B错误;自由落体运动的加速度为g,是一个定值,C错误,D正确。]
5.D
6.A [根据s=gt2可得t== s=0.2 s,故A正确。]
7.AC [自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,A正确;自由落体运动从开始下落起,1T内、2T内、3T内、…的位移之比s1∶s2∶s3∶…=1∶4∶9∶…,但位移之比是1∶4∶9∶…的运动,因时间关系不确定,不一定是自由落体运动,B错误;自由落体运动遵循初速度为零的匀加速直线运动的所有规律,在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5,在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶2∶3,C正确,D错误。]
8.B [设石块落地时的速度大小为v,由v-v=2gs得v2-0=2gH,且-0=2gh,解得h=,故B正确,A、C、D错误。]
9.BD [根据h=gt2得物体下落的时间t== s=3 s,A错误;第1 s内下落的高度h1=gt=5 m,B正确;物体落地前一直做匀加速直线运动,物体落地前瞬间的速度大小v=gt=10×3 m/s=30 m/s,C错误;整个下落过程的平均速度大小== m/s=15 m/s,D正确。]
10.D [由v=知,第2 s内的平均速度2=v1.5=gt1.5=15 m/s,A错误;由初速度为零的匀加速直线运动的相邻相等时间内的位移比,可知s1∶s3=1∶5,又s1=gt=5 m,所以第3 s内的位移为25 m,B错误;由Δs=gt2得,后一秒位移总比前一秒位移多10 m,C错误;平均速度等于中间时刻的瞬时速度,且前一秒的中间时刻与后一秒的中间时刻的时间差为1 s,即后一秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大10 m/s,D正确。]
11.(1)4 s (2)40 m/s (3)15 m 60 m
解析 (1)设小球经时间t落地,根据自由落体运动规律有s=gt2
解得t=4 s。
(2)小球落到地面时的速度大小为
vt=gt=40 m/s。
(3)小球在第1 s内和前2 s内下落的高度分别为
s1=gt=5 m
s2=gt=20 m
小球在第2 s内的位移大小为s3=s2-s1=15 m
小球最后2 s内的位移大小为s4=s-s2=60 m。
12.B [自由落体运动第1 s内,第2 s内,第3 s内,第4 s内,第5 s内位移之比为s1∶s2∶s3∶s4∶s5=1∶3∶5∶7∶9,设前5 s内的位移为s,则s5=s=18 m,解得s=50 m,由自由落体运动的位移公式s=gt2,解得该星球上的重力加速度为g=4 m/s2,小球在第2 s末的速度为v2=gt2=8 m/s,B正确,A、D错误;小球在第5 s内的平均速度为5==18 m/s,C错误。]第四节 自由落体运动
学习目标 1.知道自由落体运动的概念,了解物体做自由落体运动的条件。2.理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向。3.掌握自由落体运动的规律,并能解决相关实际问题。
知识点一 自由落体运动与自由落体加速度
如图所示,在有空气的玻璃管中,金属片比羽毛下落得快,在抽掉空气的玻璃管中,金属片和羽毛下落快慢相同。
(1)为什么金属片和羽毛下落快慢相同?
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动?
一、影响物体下落快慢的因素
1.亚里士多德观点:重的物体下落________,轻的物体下落________,物体下落快慢是由它们的________决定的。
2.伽利略观点:重的物体__________比轻的物体下落得快。
3.实验结论:物体下落快慢与物体的轻重________。
二、自由落体运动
1.定义:物体只在________作用下从________开始下落的运动,叫作自由落体运动。
2.物体的下落可以看作自由落体运动的条件:空气阻力的作用________,可以忽略不计,物体只受到重力,初速度为零。
3.自由落体加速度:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都________,方向总是____________的,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫重力加速度,用符号g表示。
说明:自由落体运动是初速度v0=0、加速度a=g的匀加速直线运动,是匀变速直线运动的一个特例。
4.对自由落体加速度的理解
(1)在同一地点,重力加速度都相同,与物体的质量、大小等因素均无关。
(2)重力加速度与在地球上的纬度有关
①在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大。
②赤道处重力加速度最小,两极处重力加速度最大,但差别不大。
(3)一般计算中g取9.8 m/s2,粗略计算中g取10 m/s2。
5.运动图像:自由落体运动的v-t图像(如图)是一条过原点的倾斜直线,斜率k=g。
【思考】
如图所示为一小钢球下落的频闪照片,闪光周期为0.143 s,小球下落的位置坐标如图(单位为dm),思考:
(1)钢球下落时受到空气阻力作用,其运动能否近似看作自由落体运动?
(2)根据小球在连续相等时间内的位移之比,能否判定小球做了什么运动?
(3)由位移差公式计算小球下落的加速度约为多大?
例1 (多选)下列说法正确的是( )
A.初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动
B.仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动
D.当空气阻力可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动
训练1 (多选)关于自由落体加速度,下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大,下落时加速度就越大
B.在同一高度同时由静止释放一大一小两个小金属球,二者同时着地,说明二者运动的加速度相同,这个加速度就是当地的自由落体加速度
C.北京的自由落体加速度为9.8 m/s2,说明在北京做自由落体运动的物体每经过1 s速度增加9.8 m/s
D.北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下
知识点二 自由落体运动的规律
1.自由落体运动的基本公式
匀变速直线运动自由落体运动
(1)由vt=gt知,运动时间越长,速度越大,运动速度与时间成正比。
(2)由s=gt2 t=,可知自由落体运动的时间由下落高度决定。
2.匀变速直线运动的一切推论公式,都适用于自由落体运动。
匀变速直线运动的一般规律 自由落体运动规律
位移与速度的关系 v-v=2as v=2gs
平均速度公式 = =
位移差公式 Δs=aT2 Δs=gT2
例2 一物体做自由落体运动,落地时速度是30 m/s(g取10 m/s2)。问:
(1)它从开始下落到地面所需时间;
(2)它开始下落时离地面的高度;
(3)它在最后1 s内下落的高度。
例3 为了测量月球表面附近的重力加速度进行如下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度s=20 m时,下落的时间正好为t=5 s,求:
(1)月球表面的重力加速度g月的大小;
(2)小球下落过程中,最初2 s内和最后2 s内的位移之比。
训练2 (2024·广东中山高一期末)某同学在一村口的古井井口处自由释放一石子,过了1 s听到了石子撞击水面声,石子在水中运动10 m后,撞击井底而静止。石子在水中近似做匀速直线运动,忽略空气阻力,g取10 m/s2,不计声音传播的时间,下列说法正确的是( )
A.水面到井口的距离为10 m
B.水面到井口的距离为15 m
C.石子在水中运动的速度大小为5 m/s
D.石子运动的总时间为2 s
随堂对点自测
1.(自由落体运动)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.做自由落体运动的物体不受任何外力
B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.只在重力作用下的竖直向下的运动就是自由落体运动
D.在自由落体运动过程中,质量不同的物体运动规律不同
2.(对重力加速度的理解)(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向
B.在地球上的不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大
C.在地球上同一地点,轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的
D.纬度越低的地方,重力加速度g值越小
3.(自由落体运动的规律)a、b两个小球重力之比为1∶2,从高度之比为9∶1处各自做自由落体运动,则 ( )
A.落地时速度之比3∶2
B.下落过程重力加速度之比1∶2
C.下落过程中平均速度之比9∶1
D.下落时间之比3∶1
第四节 自由落体运动
知识点一
导学 提示 (1)因为没有空气阻力。(2)空气阻力的作用可以忽略。
知识梳理
一、1.快 慢 重量 2.不会 3.无关
二、1.重力 静止 2.较小 3.相同 竖直向下
[思考] 提示 (1)能,小球受到空气阻力相对重力可忽略。
(2)连续相等时间内的位移比为1∶3∶5∶…,可见小球做初速度为0的匀加速直线运动。
(3)由Δs=aT2,解得a≈9.78 m/s2。
例1 CD [自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,选项A、B错误,C正确;当空气阻力比较小,可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动,选项D正确。]
训练1 BCD [自由落体运动忽略空气阻力,无论物体质量多大,下落时加速度都是g,A错误;在同一高度释放的两个小金属球受到的空气阻力远小于其重力,两个小金属球均做自由落体运动,故两球运动的加速度相同,为当地的自由落体加速度,与球的质量、大小无关,B正确;由a=可知,北京的自由落体加速度为9.8 m/s2,则物体在北京做自由落体运动的过程中,每秒速度都增加9.8 m/s,C正确;地球表面各处的自由落体加速度大小略有差别,其方向均竖直向下,D正确。]
知识点二
例2 (1)3 s (2)45 m (3)25 m
解析 (1)由vt=gt,得t== s=3 s。
(2)法一 根据v=2gs,得下落时离地面的高度
s== m=45 m。
法二 s=t=×3 m=45 m。
法三 s=gt2=×10×32 m=45 m。
法四 作出v-t图像,如图所示。
则s=×3×30 m=45 m。
(3)物体在前2 s内的位移
s1=gt=×10×22 m=20 m
所以它在最后1 s内的位移
s′=s-s1=45 m-20 m=25 m。
例3 (1)1.6 m/s2 (2)1∶4
解析 (1)由s=g月t2得g月==1.6 m/s2。
(2)小球下落过程中的5 s内,连续的每1 s内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9,则最初2 s内和最后2 s内的位移之比为(1+3)∶(7+9)=1∶4。
训练2 D [由题意知,过了1 s听到了石子撞击水面声,则水面到井口的距离为s=gt2=×10×12 m=5 m,故A、B错误;石子在水中做匀速直线运动的速度为自由落体运动的末速度,则有vt=gt=10×1 m/s=10 m/s,故C错误;石子在水中运动的时间为t′= s=1 s,故石子运动的总时间为t总=t+t′=2 s,故D正确。]
随堂对点自测
1.B [做自由落体运动的物体仅受重力作用,故A错误;自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动,质量不同的物体运动规律是相同的,故B正确,C、D错误。]
2.BCD [重力加速度是矢量,方向总是竖直向下,故A错误;地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都是相同的,在地球上不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大,纬度越低的地方,g值越小,故B、C、D正确。]
3.D [由自由落体运动的速度与位移关系式v=2gh可知,落地速度之比为3∶1,故A错误;自由落体运动重力加速度相等,故B错误;平均速度=,所以平均速度之比为3∶1,故C错误;由t=可知,下落时间之比为3∶1,故D正确。](共41张PPT)
第四节 自由落体运动
第二章 匀变速直线运动
1.知道自由落体运动的概念,了解物体做自由落体运动的条件。2.理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向。3.掌握自由落体运动的规律,并能解决相关实际问题。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 自由落体运动的规律
知识点一 自由落体运动与自由落体加速度
知识点一 自由落体运动与自由落体加速度
如图所示,在有空气的玻璃管中,金属片比羽毛下落得快,在抽掉空气的玻璃管中,金属片和羽毛下落快慢相同。
(1)为什么金属片和羽毛下落快慢相同?
(2)空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动?
提示 (1)因为没有空气阻力。(2)空气阻力的作用可以忽略。
一、影响物体下落快慢的因素
1.亚里士多德观点:重的物体下落___,轻的物体下落___,物体下落快慢是由它们的______决定的。
2.伽利略观点:重的物体______比轻的物体下落得快。
3.实验结论:物体下落快慢与物体的轻重______。
快
慢
重量
不会
无关
二、自由落体运动
1.定义:物体只在______作用下从______开始下落的运动,叫作自由落体运动。
2.物体的下落可以看作自由落体运动的条件:空气阻力的作用______,可以忽略不计,物体只受到重力,初速度为零。
3.自由落体加速度:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都______,方向总是____________的,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫重力加速度,用符号g表示。
说明:自由落体运动是初速度v0=0、加速度a=g的匀加速直线运动,是匀变速直线运动的一个特例。
重力
静止
较小
相同
竖直向下
4.对自由落体加速度的理解
(1)在同一地点,重力加速度都相同,与物体的质量、大小等因素均无关。
(2)重力加速度与在地球上的纬度有关
①在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大。
②赤道处重力加速度最小,两极处重力加速度最大,但差别不大。
(3)一般计算中g取9.8 m/s2,粗略计算中g取10 m/s2。
5.运动图像:自由落体运动的v-t图像(如图)是一条过原点的倾斜直线,斜率k=g。
【思考】
如图所示为一小钢球下落的频闪照片,闪光周期为0.143 s,小球下落的位置坐标如图(单位为dm),思考:
(1)钢球下落时受到空气阻力作用,其运动能否近似看作自由落体运动?
(2)根据小球在连续相等时间内的位移之比,能否判定小球做了什么运动?
(3)由位移差公式计算小球下落的加速度约为多大?
提示 (1)能,小球受到空气阻力相对重力可忽略。
(2)连续相等时间内的位移比为1∶3∶5∶…,可见小球做初速度为0的匀加速直线运动。
(3)由Δs=aT2,解得a≈9.78 m/s2。
CD
例1 (多选)下列说法正确的是( )
A.初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动
B.仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动
D.当空气阻力可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动
解析 自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,选项A、B错误,C正确;当空气阻力比较小,可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动,选项D正确。
BCD
训练1 (多选)关于自由落体加速度,下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大,下落时加速度就越大
B.在同一高度同时由静止释放一大一小两个小金属球,二者同时着地,说明二者运动的加速度相同,这个加速度就是当地的自由落体加速度
C.北京的自由落体加速度为9.8 m/s2,说明在北京做自由落体运动的物体每经过1 s速度增加9.8 m/s
D.北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下
知识点二 自由落体运动的规律
1.自由落体运动的基本公式
2.匀变速直线运动的一切推论公式,都适用于自由落体运动。
例2 一物体做自由落体运动,落地时速度是30 m/s(g取10 m/s2)。问:
(1)它从开始下落到地面所需时间;
(2)它开始下落时离地面的高度;
(3)它在最后1 s内下落的高度。
解析 (1)由vt=gt
法四 作出v-t图像,如图所示。
所以它在最后1 s内的位移s′=s-s1=45 m-20 m=25 m。
答案 (1)3 s (2)45 m (3)25 m
例3 为了测量月球表面附近的重力加速度进行如下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度s=20 m时,下落的时间正好为t=5 s,求:
(1)月球表面的重力加速度g月的大小;
(2)小球下落过程中,最初2 s内和最后2 s内的位移之比。
(2)小球下落过程中的5 s内,连续的每1 s内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9,
则最初2 s内和最后2 s内的位移之比为(1+3)∶(7+9)=1∶4。
答案 (1)1.6 m/s2 (2)1∶4
D
训练2 (2024·广东中山高一期末)某同学在一村口的古井井口处自由释放一石子,过了1 s听到了石子撞击水面声,石子在水中运动10 m后,撞击井底而静止。石子在水中近似做匀速直线运动,忽略空气阻力,g取10 m/s2,不计声音传播的时间,下列说法正确的是( )
A.水面到井口的距离为10 m
B.水面到井口的距离为15 m
C.石子在水中运动的速度大小为5 m/s
D.石子运动的总时间为2 s
随堂对点自测
2
B
1.(自由落体运动)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.做自由落体运动的物体不受任何外力
B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.只在重力作用下的竖直向下的运动就是自由落体运动
D.在自由落体运动过程中,质量不同的物体运动规律不同
解析 做自由落体运动的物体仅受重力作用,故A错误;自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动,质量不同的物体运动规律是相同的,故B正确,C、D错误。
BCD
2.(对重力加速度的理解)(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向
B.在地球上的不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大
C.在地球上同一地点,轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的
D.纬度越低的地方,重力加速度g值越小
解析 重力加速度是矢量,方向总是竖直向下,故A错误;地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都是相同的,在地球上不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大,纬度越低的地方,g值越小,故B、C、D正确。
D
3.(自由落体运动的规律)a、b两个小球重力之比为1∶2,从高度之比为9∶1处各自做自由落体运动,则 ( )
A.落地时速度之比3∶2 B.下落过程重力加速度之比1∶2
C.下落过程中平均速度之比9∶1 D.下落时间之比3∶1
课后巩固训练
3
B
题组一 自由落体运动和自由落体加速度
1.下列物体的运动可以看作自由落体运动的是( )
基础对点练
A.从树上飘落的树叶 B.由静止开始下落的小钢球
C.被运动员推出去的铅球 D.从水面自由落到水底的石子
解析 从树上飘落的树叶,在运动过程中所受空气阻力不是远小于重力,A错误;由静止下落的钢球,由于初速度为0,G f阻,故可以看成自由落体运动,B正确;被推出去的铅球的初速度v0≠0,C错误;从水面自由落到水底的石子,所受阻力f阻不是远小于重力,D错误。
CD
2.(多选)关于重力加速度的下列说法中正确的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2
B.在地球上不同的地方,g的大小不同,但它们相差很大
C.在地球上同一地点同一高度,一切物体做自由落体运动的加速度都相同
D.在地球上的同一地方,离地面越高,重力加速度g越小
解析 重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同,在地球表面,不同的地方,g的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右,所以A、B错误;在地球表面同一地点同一高度,g的值都相同,随着高度的增大,g的值逐渐减小,所以C、D正确。
B
3.小球从某一高度开始做自由落体运动,则在释放小球的瞬间( )
A.小球的速度和加速度均为零
B.小球的速度为零,加速度不为零
C.小球的速度不为零,加速度为零
D.小球的速度和加速度均不为零
解析 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速运动,在任一时刻加速度都相等,故在释放小球的瞬间,小球速度为零但加速度不为零,B正确。
AD
4.(多选)(2024·广东潮州高一月考)下图中可以表示物体做自由落体运动的有( )
D
题组二 自由落体运动的规律
5.甲物体的质量是乙物体的3倍,它们同时从同一地点由静止下落,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.甲比乙先着地
B.下落过程中,甲比乙的加速度大
C.着地时,甲比乙速度大
D.下落过程中,两者始终有相同的位移
A
6.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。如图甲所示,A握住尺的上端,B在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触),当看到A放开手时,B立即握住尺。若B做握尺准备时,手指位置如图乙所示,而握住尺时的位置如图丙所示,由此测得B同学的反应时间约为( )
A.0.2 s B.0.3 s C.0.1 s D.0.4 s
AC
7.(多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.自由落体运动是沿竖直方向的匀加速直线运动
B.竖直方向的位移只要满足s1∶s2∶s3∶…=1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动
C.自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5
D.自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶5
解析 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,A正确;自由落体运动从开始下落起,1T内、2T内、3T内、…的位移之比s1∶s2∶s3∶…=1∶4∶9∶…,但位移之比是1∶4∶9∶…的运动,因时间关系不确定,不一定是自由落体运动,B错误;自由落体运动遵循初速度为零的匀加速直线运动的所有规律,在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5,在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶2∶3,C正确,D错误。
B
8.一石块从高度为H处自由下落,当速度达到落地速度的一半时,它的下落距离等于( )
BD
9.(多选)一个可视为质点的物体从距离地面45 m高的空中由静止开始下落,不计空气阻力,取g=10 m/s2,下列结论正确的是( )
A.物体下落的时间是4 s
B.第1秒内下落的高度是5 m
C.物体落地前瞬间的速度大小是40 m/s
D.整个下落过程的平均速度大小是15 m/s
综合提升练
D
10.某物体做自由落体运动,g取10 m/s 2,则( )
A.第2 s内的平均速度为10 m/s
B.第3 s内的位移为45 m
C.后一秒内的位移总比前一秒内的位移多5 m
D.后一秒内的平均速度总比前一秒内的平均速度大10 m/s
11.(2024·广东广州高一期中)高空抛物具有高度的危险性,极易引发重大事故或造成人身伤亡、财产损失。从离地面80 m的空中自由落下一个小球,取g=10 m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面;
(2)落到地面的速度大小;
(3)自开始下落时计时,在第2 s内和最后2 s内的位移大小。
答案 (1)4 s (2)40 m/s (3)15 m 60 m
小球在第2 s内的位移大小为s3=s2-s1=15 m
小球最后2 s内的位移大小为s4=s-s2=60 m。
B
培优加强练
12.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则( )
A.小球在第2 s末的速度是20 m/s
B.该星球上此处的重力加速度为4 m/s2
C.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
D.小球在前5 s内的位移是100 m