(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)
1.下列说法中正确的是( )
A.从静止开始下落的物体都必做自由落体运动
B.从地球表面附近同时做自由落体运动的物体,加速度都是相同的
C.自由落体加速度的方向总是竖直向下的
D.满足速度跟时间成正比的运动一定是自由落体运动
【答案】 C
2.关于自由落体运动,以下说法正确的是( )
A.质量大的物体自由落体时的加速度大
B.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C.雨滴下落的过程是自由落体运动
D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看做自由落体运动
【解析】 所有物体在同一地点的重力加速度相等,与物体质量大小无关,故A错;从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体运动,故B错;雨滴下落过程中所受空气阻力与速度大小有关,速度增大时阻力增大,雨滴速度增大到一定值时,阻力与重力相比不可忽略,不能认为此过程是自由落体运动,故C错;从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,故D对.
【答案】 D
3.物体做自由落体运动,经过1 s通过下落高度的中点,那么该物体开始下落的位置距地面的高度为( )
A.4.9 m B.9.8 m
C.19.6 m D.条件不足,无法计算
【答案】 B
4.关于重力加速度的说法不正确的是( )
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值的大小不同,但它们相差不是很大
C.在地球上同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D.在地球上的同一地方,离地面高度越大重力加速度g越小
【解析】 首先重力加速度是矢量,方向竖直向下,与重力的方向相同,在地球的表面,不同的地方,g值的大小略有不同,但都在9.8 m/s2左右,在地球表面同一地点,g的值都相同,但随着高度的增大,g的值逐渐变小.
【答案】 A
5.从同一高度处,先后释放两个重物,甲释放一段时间后,再释放乙,则以乙为参考系,甲的运动形式为( )
A.自由落体运动 B.匀加速直线运动aC.匀加速直线运动a>g D.匀速直线运动
【解析】 以乙开始运动计时,则甲的速度v1=g(t+Δt),乙的速度为v2=gt.假设乙不动,则v1-v2=gΔt为一定值,故选项D对.
【答案】 D
6.一石块从高度为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( )
A. B.
C. D.
【答案】 B
7.
如右图所示,A、B两小球用长为L的细线连接悬挂在空中,A距湖面高度为H,释放小球,让它们自由落下,测得它们落水声相差Δt.如果球A距湖面的高度H减小,则Δt将( )
A.增大 B.不变
C.减小 D.无法判断
【解析】 B落水时,A、B的速度为v=,A再落水时有L=vΔt+gΔt2.由两式可知H减小,v变小,则Δt增大.
【答案】 A
8.为了得到塔身的高度(超过5层楼高)数据,某人在塔顶使一颗石子做自由落体运动.在已知当地重力加速度的情况下,可以通过下面哪几组物理量的测定,求出塔身的高度( )
A.最初1 s内的位移 B.石子落地的速度
C.最后1 s 内的下落高度 D.下落经历的总时间
【解析】 做自由落体运动的任何物体,最初1 s内的位移都相同,根据该位移无法求出楼房的高度,故A错;若知道石子落地时的速度,可由v2=2gh求出h,故B正确;若知道最后1 s内下落的高度,可求出最后1 s的平均速度,此平均速度就是落地前0.5 s的瞬时速度,由此可求出落地时的速度,进而求出下落高度,故C正确;若知道石子下落的总时间,可由h=gt2求出h,故D正确.
【答案】 BCD
9.甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从H高处自由落下,乙从2H高处同时自由落下,下面几种说法中正确的是(物体均未落地)( )
A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速度比乙的大
B.下落1 s末,它们的速度相等
C.各自由下落1 m,它们的速度相等
D.下落的过程中甲的加速度比乙的大
【解析】 根据自由落体运动的概念可知,D是错误的.同时下落,由v=gt可知,只要下落时间相同,它们的速度就会相同,故A错,B对.由v2=2gx可知,只要两物体下落的高度相同,它们的速度就会相同.
【答案】 BC
10.
右图所示为探究自由落体运动规律时打出的一条纸带的一部分,试根据纸带分析重锤的运动情况并求出自由落体运动的加速度.
【解析】 由于相邻两点间的位移差分别为:
Δx1=x2-x1=3.9 mm,
Δx2=x3-x2=3.9 mm,
Δx3=x4-x3=3.9 mm,
Δx4=x5-x4=3.9 mm,
则相邻两点间的位移差恒定,所以重锤做匀加速直线运动,且释放时的初速度为0.
由Δx=aT2得,自由落体运动的加速度为:
a== m/s2=9.75 m/s2.
【答案】 9.75 m/s2
11.设宇航员在某行星上从高32 m处自由释放一重物,测得在下落最后1 s内所通过的距离为14 m,则重物下落的时间是多少?该星球表面的重力加速度为多大?
【解析】 设物体下落的时间为t,星球表面的重力加速度为g,则由h=gt2得
h-14=g(t-1)2
由题意知h=32 m,解得t1=4 s,t2= s(舍去),所以t=t1=4 s,g=4 m/s2.
【答案】 4 s 4 m/s2
12.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)自开始下落时计时,在第1 s内和最后1 s内的位移;
(3)下落时间为总时间的一半时的位移.
【解析】 (1)由x=gt2得,下落总时间为
t== s=4 s.
(2)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.
(3)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.
【答案】 (1)4 s (2)5 m 35 m (3)20 m
1.下图所示的各图象中能正确反映自由落体运动过程的是(设向上为正方向)( )
【解析】 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,v=gt,其v-t图象是一条倾斜直线.因取向上为正方向,故只有C对.
【答案】 C
2.甲物体的质量是乙物体质量的3倍,它们在同一高度同时自由下落,则下列说法中正确的是( )
A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大
C.甲与乙同时着地 D.甲与乙的加速度一样大
【解析】 由于甲、乙在同一地方,它们下落的加速度均为当地的重力加速度g,故B错,D对.又由于甲、乙从同一高度同时落下,据h=gt2得,两物体同时落地,A错,C对.
【答案】 CD
3.两物体在不同高度自由下落,同时落地,第一个物体下落时间为t,第二个物体下落时间为t/2,当第二个物体开始下落时,两物体相距( )
A.gt2 B.3gt2/8
C.3gt2/4 D.gt2/4
【解析】 当第二个物体开始下落时,第一个物体已下落时间,此时离地高度h1=gt2-g2;第二个物体下落时的高度h2=g2,则待求距离Δh=h1-h2
=gt2-2×g2=.
【答案】 D
4.从空中自由下落一个物体,它经过一幢三层建筑物的每一层时都用了0.5 s的时间.已知最上一层的高度h1=3.75 m,求其余两层的高度(g=10 m/s2).
【解析】
设经过每层的时间为t,如右图所示
则h2-h1=gt2①
h3-h1=2gt2②
由①②得h2=6.25 m
h3=8.75 m.
【答案】 6.25 m 8.75 m(自上而下)
5.从静止于160 m高空的气球上自由落下一物体,此物体下落2 s后张开降落伞匀速下落,问物体共经历多长时间落到地面?(g取10 m/s2)
【解析】 前2 s内物体做自由落体运动,这段时间内的位移x1和末速度v1分别为
x1=gt12=×10 m/s2×(2 s)2=20 m,
v1=gt1=10 m/s2×2 s=20 m/s.
以后做匀速直线运动,由x=vt知,所用时间为
t2== s=7 s,
所用总时间为t=t1+t2=2 s+7 s=9 s.
【答案】 9 s
课件28张PPT。5 自由落体运动1.知道什么是自由落体运动,知道物体做自由落体运动的条件.
2.理解重力加速度的概念,知道它是一个矢量.
3.理解并能应用自由落体运动的基本公式.
4.掌握并且运用自由落体运动规律求解实际问题.一、自由落体运动
1.定义:物体只在 作用下从 开始下落的运动.
2.物体做自由落体运动的条件
(1)物体只受 作用.
(2)物体的 等于零.
3.运动性质:自由落体运动是初速度为零的 运动.
4.空气中下落:如果空气阻力的作用比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似看做是做 运动.
重力静止重力初速度匀加速直线自由落体自由落体竖直向下10m/s2gt2gh一、对自由落体运动及重力加速度的理解
1.物体做自由落体运动的条件:
(1)初速度为零;
(2)除重力之外不受其他力的作用.
2.是一种理想化的运动模型.在实际中物体下落时由于受空气阻力的作用,物体并不是做自由落体运动,当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体的下落可以当做自由落体运动来处理.
3.自由落体运动的实质:自由落体运动的实质是初速度为零,加速度a=g的匀加速直线运动,它是匀变速直线运动的一个特例.4.自由落体加速度——重力加速度
(1)产生原因:由于地球上的物体受到地球的吸引力而产生的.
(2)大小:与地球上的位置及距地面的高度有关,在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力加速度最大,但差别很小.在地面上的同一地点,随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度内,可认为重力加速度的大小不变.在一般的计算中,可以取g=9.8 m/s或g=10 m/s2
(3)方向:竖直向下.由于地球是一个球体,所以各处的重力加速度的方向是不同的. 5.运动图象:自由落体运动的v-t图象是一条过原点的倾斜直线,斜率是k=g.k是在数值上等于重力加速度的大小.
重力加速度的方向为竖直向下,而非垂直地面向下,它的方向可以用重垂线来确定.
1.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是( )
A.同一地点轻重物体的g值一样大
B.北京地面的g值比上海地面的g值略大
C.g值在地面任何地方都一样
D.g值在赤道处大于在南北两极处【答案】 AB【答案】 B【答案】 AC(2010年徐汇区期末测试)关于自由落体运动,以下说法正确的是( )
A.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B.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
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动
D.当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体自由下落可视为自由落体运动【答案】 BCD【解析】 自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略不计,物体的自由下落可以看做自由落体运动,所以B、C、D正确,A不正确.【答案】 CD1-1:下列各运动中属于自由落体运动的是( )
A.在沿水平方向飞行着的飞机上释放一个物体
B.纸片由静止释放,在空气中下落
C.小铁球由静止下落,空气阻力忽略不计
D.水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看做自由落体运动【解析】 在沿水平方向飞行着的飞机上释放一个物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体,故A错.纸片由静止释放,在空气中下落,空气阻力对其影响较大,故B错.小铁球由静止下落,空气阻力忽略可看做自由落体运动,故C对.水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相对来说可忽略不计,认为只受重力作用,故D对.故正确答案为CD.从某电塔塔顶附近的平台处释放一个小球,不计空气阻力和风的作用,小球自由下落.若小球在落地前的最后2 s内的位移是80 m,则该平台距地面的高度是________m;该小球落地时的瞬时速度大小是________m/s.(g取 10m/s2) 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,是匀变速直线运动的一个特例,因此所有匀变速直线运动的规律都适用于自由落体运动. 2-1:屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗户的上、下沿,如右图所示,问:(g=10 m/s2)
(1)此屋檐离地面多少米?
(2)滴水的时间间隔是多少?【答案】 (1)3.2 m (2)0.2 s在研究物体仅在重力作用下运动的实验中,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,每两个测量点之间有4个实际打出的点,如上图所示,图中所标数据是各测量点到O点的距离(单位:mm),那么物体做什么运动?加速度为多少?3-1:某同学用下列方法测定重力加速度:
(1)让水滴落在盘中时,仔细调整水龙头的阀门,使第一滴水刚落入盘中听到响声的瞬间,第二滴水滴正好从阀门口处开始下落;
(2)当听到水滴落进盘中的某次响声开始计时,并数“0”,以后每听到一次响声,依次数“1,2,3,……”,直到数到“50”按下停表按钮,停表上显示的时间为20.0 s;
(3)用米尺测量出水龙头阀门口到盘子的距离为78.24 cm.
根据上述实验过程及所得数据,计算重力加速度的值为________m/s2.【解析】 这是一个利用自由落体运动规律测量重力加速度的方法,为了保证测量结果的准确性,用“累积法”测量水滴下落的时间,即t= s=0.4 s,由x=gt2得g==9.78 m/s2.
【答案】 9.78【思路点拨】 运用逆向思维法和自由落体运动规律解决竖直上抛运动问题.
【答案】 1.75 s随堂演练
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