2.4 自由落体运动 —【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课堂练习

2.4
自由落体运动
作业
姓名
1.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.(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
3.如图所示,某同学拿一个长约1.5
m的玻璃筒,一端封闭,另一端有开关,把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃筒里.第一次打开开关使管内空气与大气连通,把玻璃筒倒过来,观察这些物体下落的情况.第二次他把玻璃筒里的空气完全抽出去,关闭开关,把玻璃筒倒立过来,再次观察物体下落的情况.以下说法中正确的是
(　　)
A.抽气前,金属片和羽毛下落的时间相同
B.抽气后,金属片和羽毛下落的时间相同
C.抽气前和抽气后,羽毛下落均可近似看作自由落体运动
D.抽气后,在赤道和北京分别做该实验,金属片下落的时间相同
4.如图所示,真空玻璃管内的鸡毛、铜钱由静止开始自由下落.能表示铜钱在自由下落过程中速度随时间变化的图像是图中的
(　　)
A　　　　　
B　　　　
　C　　　　
　D
5.空降兵从飞机上跳伞时,为了保证安全着陆,着陆前最后阶段降落伞匀速下落的速度约为6
m/s.空降兵平时模拟训练时,经常从高台上跳下,则训练用高台的合适高度约为(g取10
m/s2)
(　　)
A.0.5
m
B.1.0
m
C.1.8
m
D.5.0
m
6.有一个自由下落的物体,不计空气阻力,前3
s内下落的位移是第1
s内下落位移的
(　　)
A.2倍　　　
B.3倍
C.6倍
D.9倍
7.一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为
(　　)
A.
B.
C.
D.
8.某探险者在野外攀岩时,踩落一小石块,约5
s后听到石块直接落到崖底的声音,探险者离崖底的高度最接近(　　)
A.25
m
B.50
m
C.110
m
D.150
m
9.图大致地表示了伽利略研究自由落体运动的实验和思维过程,以下对于此过程的分析正确的是
(　　)
A.甲、乙、丙、丁图都是实验现象
B.其中丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理外推得出的结论
C.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显
10.如图所示为甲同学制作的反应时间测量尺,用来测量其他同学的反应时间,乙同学先把手放在直尺0
cm的位置做捏住直尺的准备,但手不能碰直尺,看到甲同学放开直尺时,乙同学立即捏住下落的直尺.已知乙同学捏住10
cm的位置,反应时间为0.14
s.若丙同学进行同样的实验,捏住了20
cm的位置,则丙同学的反应时间为(　　)
A.0.28
s
B.0.24
s
C.0.20
s
D.0.16
s
11.(多选)若一片梧桐叶从5
m高的枝头由静止落至地面,则所用的时间不可能为
(　　)
A.3
s
B.4
s
C.1
s
D.0.2
s
12.四个小球在离地面不同高度处同时由静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起,每隔相等的时间小球依次碰到地面.图中能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是
(　　)
13.(多选)跳伞运动员从某高度处的直升机上跳下,经过2
s拉开绳索开启降落伞,此后再过18
s落地,整个跳伞过程中的v-t图像如图所示.根据图像信息可知
(　　)
A.第10
s末的速度等于前2
s内的平均速度
B.14
s末的加速度为零
C.前2
s内跳伞运动员做自由落体运动
D.跳伞运动员下落的总高度约为240
m
14.从离地面125
m高的空中由静止释放一小球,不计空气阻力,g取10
m/s2.
(1)小球经过多长时间落到地面?
(2)小球的落地速度为多大?
(3)小球最后1
s内的位移为多大?
2.4
自由落体运动
作业
答案
1.B
　[解析]
自由落体运动的条件是只受重力和初速度为零,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,选项A、C、D错误,选项B正确.
2.BCD　[解析]
自由落体运动是忽略空气阻力的运动,无论质量大小,下落时加速度都是g,选项A错误;在同一高度释放的金属球受到的空气阻力远小于球的重力,金属球做自由落体运动,运动的加速度为当地自由落体加速度,选项B正确;加速度等于单位时间内速度的变化量,当地自由落体加速度为9.8
m/s2,则物体在该处自由下落的过程中,每秒速度都增加9.8
m/s,选项C正确;地球表面各处的自由落体加速度值大小略有差别,其方向均竖直向下,选项D正确.
B
　[解析]
抽气前有空气阻力,金属片和羽毛下落的时间不同;抽气后没有空气阻力,金属片和羽毛只受重力,做自由落体运动,下落的时间相同,选项B正确.
A　[解析]
在真空玻璃管中的铜钱做自由落体运动,速度增大,加速度恒定,其v-t图像是一条向上倾斜的直线.A正确.
C　[解析]
根据v2=2gh,解得h==
m=1.8
m,选项C正确.
D　[解析]
根据公式h=gt2可得,物体下落的距离与时间的二次方成正比,所以前3
s内下落的位移是第1
s内下落位移的9倍,D正确.
C　[解析]
根据H=gt2,下落高度与时间的二次方成正比,所以下落时,下落高度为,离地高度为.
C　[解析]
小石块下落过程可以看作自由落体运动,则有h=gt2=×9.8×52
m=122.5
m,考虑到声音传回来的时间和空气阻力,则下落距离应略小于122.5
m,选项C正确.
9.D　[解析]
因为物体下落得太快,伽利略无法测量物体自由下落的时间,为了使物体运动速度变慢,伽利略转向研究物体在斜面上的运动问题.甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显,而之所以采用了不同倾角的斜面,则是观察其规律性,形成外推的实验基础,丁图是在此基础上经过合理外推得到的结论,故A、B、C错误,D正确.
10.C　[解析]
设直尺下落的加速度为a,由h=at2得,a==
m/s2≈10
m/s2,丙同学的反应时间t1==
s=0.20
s,C正确.
CD　[解析]
若梧桐叶做自由落体运动,则t==1
s,实际上梧桐叶受到较大的阻力,不做自由落体运动,落地时间一定大于1
s,故C、D不可能.
C　[解析]
四个小球在离地面不同高度处同时由静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起,每隔相等的时间小球依次碰到地面,根据初速度为0的匀加速直线运动在连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5∶7∶9……,可知C正确.
13.AB　[解析]
0~2
s内做匀加速直线运动,平均速度==
m/s=8
m/s,根据图像可知,第10
s末的速度为8
m/s,则第10
s末的速度等于前2
s内的平均速度,故A正确;14
s末后做匀速直线运动,加速度为零,故B正确;根据图像的斜率表示加速度可知,0~2
s内做匀加速直线运动,加速度a==
m/s2=8
m/s2m,20
s内数得的格数大约为48格,所以20
s内运动员下落的总高度约为h=48×4
m=192
m,故D错误.
14.(1)5
s　(2)50
m/s　(3)45
m
[解析]
(1)由自由落体运动的位移公式h=gt2
解得t==5
s
(2)落地速度v=gt=50
m/s
(3)前4
s的位移h'=gt'2=80
m
则最后1
s内的位移Δh=h-h'=45
m