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第二章 匀变速直线运动的研究
五、自由落体运动 同步练习题
(考试时间为100分钟,试卷满分100分)
选择题(本题共12小题;每小题4分,共48分)
1.关于下列做自由落体运动的物体下落快慢的说法正确的是( )
A.质量大的物体下落快 B.体积小的物体下落快
C.密度大的物体下落快 D.所有物体下落一样快
【答案】:D
【解析】:自由落体物体下落的加速度一样,加速度与物体质量,密度,和体积无关.
2.(多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( )
A.自由落体运动的物体初速度为零
B.物体从静止开始,竖直下落的运动就是自由落体运动
C.自由落体运动的物体只受重力作用
D.自由落体运动是变加速直线运动
【答案】:AC
【解析】自由落体运动是从静止开始下落,且只在重力作用下的运动,A、C对,B错.自由落体运动的加速度恒定不变,自由落体运动是匀加速直线运动,D错.www.21-cn-jy.com
3.一物体做自由落体运动.从下落开始计时,重力加速度g取10 m/s2.则物体在第5 s内的位移为( )2·1·c·n·j·y
A.10 m B.125 m
C.45 m D.80 m
【答案】:C
【解析】:物体在第5 s内的位移x=gt-gt=×10×(52-42) m=45 m,C正确.【来源:21·世纪·教育·网】
4.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1、2、3、4、5…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T,每块砖的厚度为d.根据图中的信息,下列判断错误的是( )21*cnjy*com
A.位置“1”是小球释放的初始位置
B.小球做匀加速直线运动
C.小球下落的加速度为
D.小球在位置“3”的速度为
【答案】:A
【解析】:由题图可以知道每两个相邻的点之间的距离差是一样的,由Δx=at2可知,a==,所以B、C正确.点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小,所以v3==,D正确.由于v3=v1+a·2T,故v1=v3-2aT=-2××T=,故A错误.21世纪教育网版权所有
5.1971年7月26日发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球,美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里,并做了一个落体实验:在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤,出现的现象是(月球上是真空)( )
A.羽毛先落地,铁锤后落地
B.铁锤先落地,羽毛后落地
C.铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为9.8m/s2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地
【答案】:D
【解析】:因为月球上没有空气,所以铁锤和羽毛的运动情况完全相同
6.(多选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
【答案】:BC
【解析】:自由落体运动的速度公式为v=gt,可知t=0时v=0,且v与t成正比,故A错误,B正确。自由落体运动的加速度恒为g,故C正确。由自由落体运动的位移公式x=gt2可知,x与t2成正比关系,故D错误
7.在一竖直砖墙前让一个小石子自由下落,小石子下落的轨迹距离砖墙很近。现用照相机对下落的石子进行拍摄。某次拍摄的照片如图所示,AB为小石子在这次曝光中留下的模糊影迹。已知每层砖(包括砖缝)的平均厚度约为6.0cm,A点距石子开始下落的竖直距离约1.8m。估算照相机这次拍摄的“曝光时间”最接近( )
A.2.0×10-1s B.2.0×10-2s
C.2.0×10-3s D.2.0×10-4s
【答案】: B
【解析】:因为石子在曝光时间内的位移远小于A点距石子开始下落点的竖直距离,则可以用石子在A点的瞬时速度代替AB段的平均速度,由自由落体规律有vA==6m/s,则曝光时间为t==0.02s21教育网
8. 科学研究发现,在月球表面(1)没有空气;(2)重力加速度约为地球表面的1/6;(3)没有磁场.若宇航员登上月球后在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球对月球的影响,下列说法正确的是( )
A.氢气球将加速上升,铅球自由下落
B.氢气球和铅球都处于平衡状态
C.氢气球和铅球都将下落,但铅球先落地
D.氢气球和铅球都将下落,且同时落地
【答案】:D
【解析】:氢气球、铅球在月球上只受重力作用,自由下落,下落快慢相同,同时落地,只有D项正确.21cnjy.com
9.某人在高层楼房的阳台外侧以30 m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点25 m处所经历的时间不可能是(不计空气阻力,g取10 m/s2)( )21·cn·jy·com
A.1 s B.3 s
C.5 s D.(3+ )s
【答案】:B
【解析】:石块运动到离抛出点25 m处包括两种情况,一种是在抛出点上方25 m处,h=25 m,一种是在抛出点下方25 m处,h=-25 m,由公式h=v0t-gt2可得,选项A,C,D正确.www-2-1-cnjy-com
10.(多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2,则5 s内物体的( )2-1-c-n-j-y
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向向上
C.速度改变量的大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向向上
【答案】: AB
【解析】:取向上为正方向,则初速度v0=30 m/s,加速度a=-g=-10 m/s2.物体的上升时间t1===3 s,上抛运动的位移x1 = =45 m,如图所示.物体的下落时间t2=t-t1=5 s-3 s=2 s,自由落体运动的位移x2 = at=-gt=-×10 m/s2×(2 s)2=-20 m,末速度v=at2=-gt2=-20 m/s,故5 s内的路程s=|x1|+|x2|=65 m,选项A正确;位移x=x1+x2=25 m,方向向上,选项B正确;速度改变量Δv=v-v0=-20 m/s-30 m/s=-50 m/s,方向向下,选项C错误;平均速度v==5 m/s,方向向上,选项D错误.
11.某同学身高1.8 m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8 m高的横杆(如图).据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(G取10 m/s2)( ) 21*cnjy*com
A.2 m/s B.4 m/s
C.6 m/s D.8 m/s
【答案】: B
【解析】:竖直方向的运动为竖直上抛运动,考虑上抛过程重心的运动,可认为人的重心在身体的中点.身体横着越过1.8 m的横杆,此时重心高度为1.8 m,起跳时重心高度为0.9 m,所以竖直上跳的最大高度为h=1.8 m-0.9 m=0.9 m,所以起跳时竖直向上的速度v== m/s=3 m/s,接近的是4 m/s,所以选项B正确.【来源:21cnj*y.co*m】
12.下列说法正确的是( )
A.从静止开始下落的物体不一定做自由落体运动
B.若空气阻力不能忽略,则一定是重的物体下落得快
C.自由落体运动加速度的方向总是垂直向下
D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动
【答案】: A
【解析】:自由落体运动的条件有两条,第一条为初速度为零,第二条为重力加速度为g.
二、填空题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
13.2010年6月4日,备受世人关注的“火星500”计划启动,来自中国的志愿者王跃成为国人关注的焦点.假设王跃及其他志愿者登陆火星成功,他们在火星一悬崖处静止释放一物体,使其做自由落体运动,经测量发现,1 s内该物体落下4 m,试问再过4 s,该物体在起点下方 ________ m处.
【答案】:100m
【解析】:设火星表面的重力加速度为g,由h=gt2得g===8 m/s2.
物体下落5 s时的高度
h=gt′2=×8×52=100 m.
14.物体自楼顶处自由落下(不计空气阻力),落到地面的速度为v.在此过程中,物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为 .
【答案】:
【解析】:设楼顶高度为h,则v2=2gh,
设下落高度一半处时速度为v′,则v′2=2g,
又v′=gt′,
联立解得:t′=.故选C.
15.A、B两物体质量之比是1∶2,体积之比是4∶1,同时从同一高度自由落下,则下落加速度之比和下落时间之比为 .【出处:21教育名师】
【答案】:1∶1
【解析】:自由下落加速度大小为g,则加速度之比为1∶1,由t=知,时间之比为1∶1
16.物体从某一高度自由下落,第1 s内就通过了全程的一半,物体落地所需要的时间为 .【版权所有:21教育】
【答案】:(-1)
【解析】:初速度为零的匀变速直线运动,经过连续相同的位移所用时间之比为1∶(-1)∶(-)∶…所以,物体下落后半程的时间为(-1) s
解答题(本题共4小题,每题10分,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。)
17.从某一高度静止释放一个小球,已知最后2s内小球的位移比最初2s内多10m,不计空气阻力,取g?= 10m/s2,试求:? (1)小球第2s内的平均速度; (2)小球下落的高度.21教育名师原创作品
【答案】:32m
【解析】:(1)第一秒内的位移:s1=gt12?(t1=1s) ,前2s内的位移:s2=gt22(t2=2s)=15m/s
(2)最后两秒内的平均速度=15m/s根据平均速度等于中间时刻的速度,设小球下落的总时间为t,可得=g(t-1)下落高度h=gt2解得:h=31.25m
18.比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示,已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m,为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,小球经过第一层到达地面的时间t1=0.2s,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)求小球下球过程中,通过第一层的平均速度大小;
(2)求斜塔离地面的总高度h。
【答案】:(1)34m/s (2)61.25m
【解析】:(1)==34m/s
(2)设小球到达第一层时的速度为v1,则有
h1=v1t1+gt,得v1=
代入数据得v1=33m/s
塔顶离第一层的高度h2==54.45m
所以塔的总高度h=h1+h2=61.25m
19.如图所示,竖直悬挂一根长15 m的杆,在杆的下方距杆下端5 m处有一观察点A,当杆自由下落时,从杆的下端经过A点时开始计时,试求杆全部通过A点所需的时间.(g取10 m/s2)21·世纪*教育网
【答案】:1s
【解析】:杆下端到A点时,位移为5 m,5 m=gt,t1=1 s;杆上端到A点时,位移为20 m,20 m=gt,t2=2 s,杆全部通过A点所需时间为两者之差,即:Δt=t2-t1=1 s.
20.2011年7月2日下午1点半,在杭州滨江区的闻涛社区中,一个2岁女童突然从10楼坠落,在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去接住了孩子,从而挽救了“妞妞”的生命.她的事迹感动了亿万国人.吴菊萍被誉为“最美妈妈”.假设妞妞从离地h1=31.5 m高的阳台由静止掉下,下落过程中空气阻力不计.在妞妞开始掉下时,吴菊萍立刻由静止冲向妞妞下落处的正下方楼下,准备接住妞妞.为确保能稳妥安全接住妞妞,她一方面要尽力节约时间,但又必须保证接住妞妞时没有水平方向的速度.于是吴菊萍先做匀加速运动后立即做匀减速运动,奔跑水平距离s=9.8 m到达楼下,到楼下时吴菊萍的速度刚好减为零,同时她张开双臂,在距地面高度为h2=1.5 m处接住妞妞,竖直向下缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程可看做匀减速运动.(取g=10 m/s2)求:
(1)从开始下落起经过多长时间妞妞被接住?接住时妞妞的速度大小;
(2)缓冲过程中妞妞的加速度大小.
【答案】:2.45 s 24.5 m/s. 200 m/s2.
【解析】:妞妞下落过程做自由落体运动,由运动学公式得:h1-h2=gt
下落时间为:t0== s=2.45 s
速度大小为:v0=gt0=24.5 m/s.
(2)设缓冲过程中的加速度大小为a,由运动学公式得:
a==200 m/s2.
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第二章 匀变速直线运动的研究
五、自由落体运动 同步练习题
(考试时间为100分钟,试卷满分100分)
选择题(本题共12小题;每小题4分,共48分)
1.关于下列做自由落体运动的物体下落快慢的说法正确的是( )
A.质量大的物体下落快 B.体积小的物体下落快
C.密度大的物体下落快 D.所有物体下落一样快
2.(多选)关于自由落体运动,下列说法正确的是 ( )
A.自由落体运动的物体初速度为零
B.物体从静止开始,竖直下落的运动就是自由落体运动
C.自由落体运动的物体只受重力作用
D.自由落体运动是变加速直线运动
3.一物体做自由落体运动.从下落开始计时,重力加速度g取10 m/s2.则物体在第5 s内的位移为( )21世纪教育网版权所有
A.10 m B.125 m
C.45 m D.80 m
4.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1、2、3、4、5…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T,每块砖的厚度为d.根据图中的信息,下列判断错误的是( )21·世纪*教育网
A.位置“1”是小球释放的初始位置
B.小球做匀加速直线运动
C.小球下落的加速度为
D.小球在位置“3”的速度为
5.1971年7月26日发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球,美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里,并做了一个落体实验:在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤,出现的现象是(月球上是真空)( )
A.羽毛先落地,铁锤后落地
B.铁锤先落地,羽毛后落地
C.铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为9.8m/s2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地
6.(多选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
7.在一竖直砖墙前让一个小石子自由下落,小石子下落的轨迹距离砖墙很近。现用照相机对下落的石子进行拍摄。某次拍摄的照片如图所示,AB为小石子在这次曝光中留下的模糊影迹。已知每层砖(包括砖缝)的平均厚度约为6.0cm,A点距石子开始下落的竖直距离约1.8m。估算照相机这次拍摄的“曝光时间”最接近( )
A.2.0×10-1s B.2.0×10-2s
C.2.0×10-3s D.2.0×10-4s
8. 科学研究发现,在月球表面(1)没有空气;(2)重力加速度约为地球表面的1/6;(3)没有磁场.若宇航员登上月球后在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球对月球的影响,下列说法正确的是( )
A.氢气球将加速上升,铅球自由下落
B.氢气球和铅球都处于平衡状态
C.氢气球和铅球都将下落,但铅球先落地
D.氢气球和铅球都将下落,且同时落地
9.某人在高层楼房的阳台外侧以30 m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点25 m处所经历的时间不可能是(不计空气阻力,g取10 m/s2)( )21cnjy.com
A.1 s B.3 s
C.5 s D.(3+ )s
10.(多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2,则5 s内物体的( )21·cn·jy·com
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向向上
C.速度改变量的大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向向上
11.某同学身高1.8 m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8 m高的横杆(如图).据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(G取10 m/s2)( )www.21-cn-jy.com
A.2 m/s B.4 m/s
C.6 m/s D.8 m/s
12.下列说法正确的是( )
A.从静止开始下落的物体不一定做自由落体运动
B.若空气阻力不能忽略,则一定是重的物体下落得快
C.自由落体运动加速度的方向总是垂直向下
D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动
二、填空题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
13.2010年6月4日,备受世人关注的“火星500”计划启动,来自中国的志愿者王跃成为国人关注的焦点.假设王跃及其他志愿者登陆火星成功,他们在火星一悬崖处静止释放一物体,使其做自由落体运动,经测量发现,1 s内该物体落下4 m,试问再过4 s,该物体在起点下方 ________ m处.
14.物体自楼顶处自由落下(不计空气阻力),落到地面的速度为v.在此过程中,物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为 .
A、B两物体质量之比是1∶2,体积之比是4∶1,同时从同一高度自由落
下,则下落加速度之比和下落时间之比为 .
16.物体从某一高度自由下落,第1 s内就通过了全程的一半,物体落地所需要的时间为 .2·1·c·n·j·y
解答题(本题共4小题,每题10分,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。)
17.从某一高度静止释放一个小球,已知最后2s内小球的位移比最初2s内多10m,不计空气阻力,取g?= 10m/s2,试求:? (1)小球第2s内的平均速度; (2)小球下落的高度.【来源:21·世纪·教育·网】
18.比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示,已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m,为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,小球经过第一层到达地面的时间t1=0.2s,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)求小球下球过程中,通过第一层的平均速度大小;
(2)求斜塔离地面的总高度h。
19.如图所示,竖直悬挂一根长15 m的杆,在杆的下方距杆下端5 m处有一观察点A,当杆自由下落时,从杆的下端经过A点时开始计时,试求杆全部通过A点所需的时间.(g取10 m/s2)21教育网
20.2011年7月2日下午1点半,在杭州滨江区的闻涛社区中,一个2岁女童突然从10楼坠落,在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去接住了孩子,从而挽救了“妞妞”的生命.她的事迹感动了亿万国人.吴菊萍被誉为“最美妈妈”.假设妞妞从离地h1=31.5 m高的阳台由静止掉下,下落过程中空气阻力不计.在妞妞开始掉下时,吴菊萍立刻由静止冲向妞妞下落处的正下方楼下,准备接住妞妞.为确保能稳妥安全接住妞妞,她一方面要尽力节约时间,但又必须保证接住妞妞时没有水平方向的速度.于是吴菊萍先做匀加速运动后立即做匀减速运动,奔跑水平距离s=9.8 m到达楼下,到楼下时吴菊萍的速度刚好减为零,同时她张开双臂,在距地面高度为h2=1.5 m处接住妞妞,竖直向下缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程可看做匀减速运动.(取g=10 m/s2)求:
(1)从开始下落起经过多长时间妞妞被接住?接住时妞妞的速度大小;
(2)缓冲过程中妞妞的加速度大小.