《探究自由落体运动》同步练习
A级 巩固基础
1.下列说法正确的是( )
A.由静止开始下落的物体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.自由落体速度的方向总是竖直向下
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
2.一枚铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( )
A.铁钉比棉花团重
B.棉花团受到的空气阻力不能忽略
C.铁钉不受空气阻力
D.铁钉的加速度比棉花团的小
3.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.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静止状态
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
4.(双选)伽利略认为自由落体运动应该是最简单的变速运动,即它的速度是均匀变化的,速度均匀变化意味着( )
A.速度与时间成正比
B.速度与位移成正比
C.速度与时间的二次方成正比
D.位移与时间的二次方成正比
5.(双选)(2011·山东枣庄高一检测)伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是( ).
A.其中的甲图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论
B.其中的丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得到的结论
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象不明显
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
6.如图所示,甲、乙两图都是使用电磁打点计时器装置探究自由落体运动示意图,已知该打点计时器的打点频率为50 Hz,这两图相比较,哪个图所示的装置较好?
7.大气层是我们地球生命赖以生存的屏障,每天都有很多小陨石落入地球大气层中,但当它们进入大气层后,由于与空气的摩擦生热,绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁.现在人类向太空中发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限后,也让它们进入大气层烧毁,那么小陨石等进入大气层后的运动是自由落体运动吗?
B级 提升能力
1．关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
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
2．关于重力加速度的说法中正确的是（ ）
A．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小
C．重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢
D．轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地
3．在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．重的石块落得快，先着地
B．轻的石块落得快，先着地
C．在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度
D．两块石块在下落段时间内的平均速度相等
4．对下列关于自由落体运动的说法正确的是（ ）
A．物体开始下落时速度为零，加速度也为零
B．物体下落过程中速度增加，加速度不变
C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大
D．物体下落过程中，速度的变化率是个恒量
5．人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间，该时间越小说明人的反应越灵敏，反应时间可用自由落体运动来测试：请一同学用两个手指捏住直尺的顶端，你用一只手在直尺下端做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺，测了直尺下落的高度为10cm，那么你的反应时间是多少？
6．为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下（不计空气阻力），测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度（）
A．石块下落到地面的总时间 B．石块落地前的瞬时速度
C．石块落地前最后一秒的位移 D．石块通过最后一米位移的时间
7．如图是小球自由落下的频闪照片图，两次闪光的时间间隔是1/30s。如果测得x5=6.60cm，x6=7.68cm，x7=8.75cm。请你用x7和x5计算重力加速度的值。（保留三位有效数字）
8．关于自由落体运动，下列说法正确的是（）
A．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动
B．竖直方向的位移只要满足x1:x2:x3…=1：4：9…的运动就是自由落体
C．自由落体运动在开始连续的三个2s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1s末的速度之比为1：3：5
9．一矿井深为125m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底，求：
（1）相邻两个小球开始下落的时间间隔；
（2）这时第3个小球和第5个小球相隔的距离。（g=10m/s2）
答案：
A级：1．C 2．B 3．D 4．AD 5．AD
6．答案:甲装置较好
解析:题图甲中夹子固定纸带上头,它既不左右摆动,也不会向上提起,这样初速度为零,而题图乙则不同,可能会有使重物的初速度不为零的情况.
7．答案:不是
解析:因为自由落体运动的条件之一是只受重力作用,而小陨石进入大气层后的运动速度很大,受空气阻力很大,故不能看成自由落体运动.
B级：1．BCD 2．C 3．CD 4．BD
5．解：从你看到同学放开直尺到用手捏住直尺的时间即为你的反应时间。此段时间亦为直尺自由落体h=10cm所需的时间，由h=即你的反应时间约为0.14s。
6．ABCD（由石块落地最后1s位移，可求得最后1s的平均速度，此平均速度就是落地前0.5s的瞬时速度，再求落地速度即可求出楼房高度）。
7．小球做匀加速直线运动，由知自由落体加速度
。
8．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，所以A正确；自由落体运动从开始下落起，位移之比s1:s2:s3…=1:4:9…，但位移之比是1：4：9…的运动不一定是自由落体运动，所以B不正确，自由落体运动服从初速度为零的运动的所有规律，所以C正确，D不正确。）
9．解析：设相邻两球的时间间隔为t0，那么第一个小球的运动时间为10t0，
由
得
第3个和第5个小球的间距为。
答案：0.535
第二章 第一节 探究自由落体运动练习
1.亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的重量决定的，物体越重，下落得越快Ｗ.
2.伽利略认为，物体下落的快慢与物体的质量无关Ｗ.
3.认识自由落体运动：
（1）定义：物体仅在重力的作用下，从静止开始下落的运动叫自由落体运动.
（2）自由落体运动具备两个特点：①初速度为零；②下落物体只受重力Ｗ.
（3）若物体受到的空气阻力远小于物体的重力时也可将从静止开始下落的物体视为自由落体运动.
1.伽利略用巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点，这种方法在科学研究中叫（D）
A.数学推演 B.实验验证
C.猜想与假说 D.逻辑推理
2.关于自由落体运动，下列说法中正确的是（D）
A.质量大的物体自由下落时的加速度大
B.从水平飞行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.从水龙头上恰能滴落的水滴的下落过程，可近似看作自由落体运动
解析：自由落体运动是指物体从静止开始，仅在重力作用下的直线运动，物体运动的加速度与质量无关，A错，B选项中有初速度，B选项错；雨滴下落过程受空气阻力的作用或风的作用，不能看作自由落体运动，C错；D选项正确.
3.如图所示，在一玻璃管中放一片羽毛和一个玻璃球，迅速倒置玻璃管，可以看到，玻璃球先于羽毛达到底端，这主要是因为（D）
A.它们的重量不同
B.它们的密度不同
C.它们的材料不同
D.它们受到的空气阻力不同
解析：玻璃球先于羽毛到达地面，这主要因为羽毛受到的空气阻力大的缘故，正确选项为D.
4.在一高塔顶端释放大小相同的实心铁球和实心铅球，与此有关的下列说法中，正确的是（B）
①它们受到的空气阻力不同 ②它们的加速度相同 ③它们落地的速度不同 ④它们下落的时间相同
A.①③ B.②④ C.② D.③
解析：大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等.在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，它们的加速度相等.因下落高度相等，故下落的时间相等，落地的速度相等，正确选项为B.
5.甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，下列说法正确的是（C）
A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地 D.无法确定谁先着地
解析：物体做自由落体运动时，不同质量物体的加速度是一样的，从同一高度同时落下，它们的运动情况完全相同.
6.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，则以乙为参考物，甲的运动形式为（D）
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：先后下落的物体加速度相同，它们之间的相对运动是匀速运动.
7.如图所示的四个vt图象中，设向上为正方向，则图中能正确反映自由落体运动过程的图象是（B）
解析：A、C表示加速度变化的直线运动，B是初速度为零匀变速直线运动，且速度方向向下，B选项正确；D图表示速度向上.
8.小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示.下列说法中不正确的是（B）
A.小球在下端时的速度大于在上端时的速度
B.是一个自由落体运动的轨迹
C.可以由照片求出小球在两次闪光间的平均速度的大小
D.第一次闪光应发生在小球刚要下落的瞬间
解析：图片只是频闪时小球的位置，不是小球实际运动的轨迹，所以B是错的.
9.如图所示，用电火花式打点计时器记录的纸带研究物体的自由落体运动，在实验中，（1）打点计时器应接在 V的 流电源上；
（2）本实验误差的主要来源有
_______________________________________________________
__________________________________________.（试举出两条）
（3）本实验中位移与时间可能成正比吗？
解析：（1）打点计时器应接入220 V的交流电源.
（2）用电磁打点计时器研究物体的运动时，实验的误差主要来源于纸带受到的阻力，如打点计时器的限位孔对纸的摩擦阻力，空气阻力，电源频率的变化，测量物体下落的位移等，为了减小误差要从正确安装器材及操作步骤合理等入手.
（3）位移不可能与时间成正比，只有匀速运动，才会有s＝vt，而自由落体运动是一种变速运动.
答案：见解析
比萨斜塔实验——关于比萨斜塔实验的历史
古希腊哲学家亚里士多德认为，重的物体比轻的物体下落的要快.这符合人们的生活常识，如玻璃弹子就比羽毛落得快.
伽利略认为：下落速度与重量无关，所有物体下落速度都相同.伽利略批评亚里士多德的理论是从逻辑推理开始的.设想一个重物（如铁球）与一个轻物（如木球）同时下落，按亚里士多德的理论，当然是铁球落得快，木球落得慢.现在，试想把铁球与木球绑在一起，同时抛出，会发生什么情况呢？一方面，铁球和木球组成了一个比铁球更重的物体，应当下落的比铁球更快；另一方面，铁球下落被木球拖住，其速度应该介于铁球与木球之间.这样，从同一个理论推出了互相矛盾的两个结论，所以，亚里士多德的理论是值得怀疑的.正确结论应当是：下落速度与重量无关.
1586年荷兰物理学家斯台文用两个大小不同重量比为1∶10的铅球，让它们从高30英尺（折合9.15米，
1英尺＝0.305米）的高度落下，结果两者几乎同时落在地面的木板上，围观者可以听到两个铅球撞击木板时发出的声音.
据传，伽利略曾于1590年在意大利比萨斜塔（高58.4米）上将两个重量不等的铁球自塔顶垂直自由落下，结果两铁球同时着地.该实验一举推翻古希腊学者亚里士多德提出的重量不同物体下落速度也不同的定理.伽利略做比萨斜塔实验这一传闻来自伽利略晚年的学生维维安尼，他在写伽利略的传记中提到伽利略曾做此实验.但历史学家考证，没有任何理由表明伽利略做过这一实验.
事实上，一位亚里士多德派的物理学家为了反驳伽利略，真的于1612年在比萨斜塔做了一个实验，结果表明，相同的材料但重量不同的物体并不是在同一时刻到达地面，只差一个很小的距离.
1997年诺贝尔物理学奖得主、斯坦福大学美籍华人物理学家朱棣文教授领导的一个小组通过“坠落”原子而精确测算出了单个原子所受的重力加速度，并发现这一重力加速度与由数十亿原子组成的宏观尺度物体所受重力加速度相同.这一结果被物理学界视为意大利学者伽利略著名的“比萨斜塔实验”的现代翻版.朱棣文等人在研究中利用基于光学干涉原理的重力计，对做自由落体运动的玻璃管进行了重力加速度的测量，并将其与在同一实验室中利用原子干涉仪测量出的单个原子所受重力加速度进行了比较，结果发现两者几乎没有区别.
朱棣文教授等人在英国《自然》杂志上撰文介绍说，他们利用原子干涉技术，对单个原子所受重力加速度进行了迄今最精确的测量，进而得出了上述研究结论.朱棣文等人此次实验的测量精度达到了十亿分之三，比此前的测量精度提高100万倍（以前为千分之三），充分显示了原子干涉作为一种强有力的精确测量手段的应用潜力.
