2.4 自由落体运动 课时精练高一上学期物理人教版(2019)必修第一册word版含答案

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名称 2.4 自由落体运动 课时精练高一上学期物理人教版(2019)必修第一册word版含答案
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-07-24 06:39:12

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2.4 自由落体运动
一.选择题(共6小题)
1.小明发现从核桃树上同一高度一颗核桃和一片树叶同时从静止落下,下列说法正确的是  
A.核桃和树叶的运动都是自由落体运动
B.核桃先落地是由于核桃受到的重力较大
C.核桃和树叶的运动都不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,核桃和树叶会同时落地
2.物体的质量是物体质量的10倍,它们从同一高度处同时自由下落,由下列说法正确的是  
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
3.某同学观察悬崖跳水者从悬崖处自由下落,由于空气阻力的影响,现测出他碰到水面前的下落时间为,当地重力加速度,而悬崖到水面的实际高度可以通过科技手段准确测量,准确测量的高度可能为  
A. B. C. D.
4.自由下落的物体,它开始下落全程的高度所用的时间和下落全程所用的时间的比值为  
A. B. C. D.
5.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图象可能正确的是  
A. B.
C. D.
6.如图所示,、两个小球用长为的细线连接,用手拿着球,球竖直悬挂,且、两球均静止。现由静止释放球,测得两球落地的时间差为,不计空气阻力,重力加速度,则球释放时离地面的高度为  
A. B. C. D.
二.多选题(共6小题)
7.做自由落体运动的甲、乙两物体,所受的重力之比为,下落高度之比为,则  
A.下落时间之比是
B.落地速度之比是
C.落地速度之比是
D.下落过程中的加速度之比是
8.屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第6滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面上,而第4滴与第5滴相距.取.  
A.此屋檐离地面 B.此屋檐离地面
C.滴水的时间间隔 D.滴水的时间间隔
9.如图所示,一个苹果从树上由静止开始做自由落体运动。经落到地面,重力加速度大小为.下列说法正确的是  
A.该苹果下落前离地面的高度为
B.该苹果在内的位移大小
C.该苹果在时的速度大小为
D.该苹果在内的位移大小与在时间内的位移大小之比为
10.7月份到9月份,是广东省台风多发的季节,每次在台风来临前,都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品。若一常规生活小区4楼阳台,有一质量为0.5千克的花盆,从静止开始自由下落。则  
A.花盆经过约到达地面
B.花盆经过约到达地面
C.花盆落地时速度大小约为
D.花盆落地时速度大小约为
11.科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从下落到的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的、、、四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是  
A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足
B.间歇发光的间隔时间是
C.水滴在相邻两点之间的位移满足
D.水滴在各点速度之比满足
12.取一根长左右的细线,5个铁垫圈和一个金属盘。在线下端系上第一个垫圈,隔再系一个,以后垫圈之间的距离分别为、、,如图所示,站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈  
A.落到盘上的声音时间间隔越来越大
B.落到盘上的声音时间间隔相等
C.依次落到盘上的速率关系为
D.依次落到盘上的时间关系为
三.实验题(共2小题)
13.伽利略在物理学研究方面把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来,有力地推进了人类科学认识的发展,标志着物理学的真正开端.
伽利略在研究运动和力的关系时,发明了用实验来研究物理问题的方法,而且还为物理学引入了理想实验的研究方法.
①以下给出了伽利略理想斜面实验的有关程序:
.减小第二个斜面的倾角,小球在斜面上仍然要达到原来的高度;
.取两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;
.如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度;
.继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平方向做持续的匀速运动.
按程序的先后排列应为:  .
②在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法和科学假说法、建立物理模型法等等.以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是  .
.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法运用了假设法
.根据速度的定义式,当△趋近于零时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想法
.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法
.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法.
14.某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图1所示,实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等。铁架台上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落。
(1)先将光电门固定在处,光电计时器记录下小球经过光电门的时间△,量出小球释放点距的距离为,测出小球的直径远小于。则小球运动到光电门处的瞬时速度  ,当地的重力加速度为  。(用题中所给字母表示)
(2)若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5△,请你判断此时光电门距处的距离△  。(用(1)中所给字母表示)
(3)由于直尺的长度限制,该同学改测光电门位置与其正上方固定点(图中未画出)之间的距离,并记录小球通过光电门的时间△.移动光电门在竖直杆上的位置,进行多次实验。利用实验数据绘制出如图2所示的图象,已知图象斜率为,纵截距为,根据图象可知重力加速度  。
四.解答题(共3小题)
15.钢球由静止开始做自由落体运动,不计空气阻力,落地时的速度为,取。
(1)它下落的高度是多少?
(2)它在前内的平均速度是多少?
(3)它在最后内下落的高度是多少?
16.跳伞运动员做低空跳伞表演,他在离地面高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动.一段时间后,立即打开降落伞,以的平均加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过取.
(1)求运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
(2)求运动员在空中的最短时间是多少?
17.雨后,屋檐还在不断滴着水滴,如图所示.小红认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落.她测得,屋檐到施窗台的距离,窗户的高度为.如果取,试计算:
(1)水滴下落到达窗台时的速度大小;
(2)水滴经过窗户的时间.
参考答案
1.【解答】解:、从树上落下的核桃所受阻力相对重力来说很小,可看成自由落体运动,而从树上落下的树叶所受阻力相对重力来说较大,不能看成自由落体运动,故、、错误。
、假如地球上没有空气,则核桃和树叶不受空气阻力,都做自由落体运动,下落快慢相同,同时落地,故正确。
故选:。
2.【解答】解:两物体做自由落体运动,加速度相同,都为。根据,高度相同,落地时间相同。故错误,正确;
故选:。
3.【解答】解:由于跳水者在向下运动的过程中要受到空气的阻力,所以他向下的运动的加速度要略小于重力加速度,
如果是自由落体运动,则:,
计算的结果比实际的高度偏大,可知实际的高度要小于。故符合实际的情况。
故选:。
4.【解答】解:物体做自由落体运动,,,比较可知,,故错误,正确。
故选:。
5.【解答】解:、速度不变,为匀速直线运动,故错误。
、位移时间图象斜率表示速度,速度不变表示做匀速直线运动,故错误。
、速度为,可知是一个过原点的直线,故错误,正确。
故选:。
6.【解答】解:设释放时球离地高度为,
对,由,解得:,
对,由,解得:,
落地时间差△,
联立解得:;故错误,正确;
故选:。
7.【解答】解:、由自由落体运动的规律知,自由落体运动快慢与物体的质量无关,高度,解得:,则下落时间之比是,故正确;
、根据速度可知,落地速度之比是,故错误,正确;
、下落过程中加速度相等,都为,故错误。
故选:。
8.【解答】解:设水滴落下的时间间隔为.第4滴与第5滴相距等于自由下落内的位移减去内的位移
由得,

解得
得:,
下落时间为
故下降高度为:
故正确,错误
故选:。
9.【解答】解:、苹果下落的高度为:.故正确;
、根据位移公式可得在内的位移为:
物体在内的位移为:
所以该苹果在内的位移大小为:△。故错误;
、该苹果在时的速度大小为:。故错误;
、苹果做匀加速直线运动,初速度为0,则在内、内、内、内的位移关系满足:
△:△:△:△,
所以该苹果在内的位移大小与在时间内的位移大小之比为.故正确
故选:。
10.【解答】、根据,得,故错误,正确;
、由,得花盆落地时速度大小约为,故正确,错误。
故选:。
11.【解答】解:、若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从下落到的时间相同,看到水滴似乎不再下落,知相邻两个点的时间间隔相等。根据△△,则.故错误,正确。
、水滴做自由落体运动,在相邻两点之间的时间间隔相等,根据比例式可知,初速度为零的匀变速直线运动,在相邻相等时间内的位移之比为.故正确。
、根据得,.故错误。
故选:。
12.【解答】解:、第2、3、4、5个铁垫圈同时做自由落体运动,下降的位移之比为.可以看成一个铁垫圈自由下落,经过位移之比为.因为初速度为零的匀加速直线运动在相等时间内的位移之比为,知各垫圈落到盘中的时间间隔相等。故错误,正确。
、因为各垫圈落到盘中的时间间隔相等,则各垫圈依次落到盘中的时间比为,则速度之比为.故正确,错误。
故选:。
三.实验题(共2小题)
13.【解答】解:①根据实验事实得出实验结果:如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,即,进一步假设若减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度,即得出,继续减小角度,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续匀速运动,即,所以顺序为,
②、质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故错误;
、为研究某一时刻或某一位置时的速度,我们采用了取时间非常小,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故正确;
、在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法,故正确;
、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微元法;故正确;
故选:
故答案为:①;②
14.【解答】解:(1)球通过光电门时的速度。
根据,解得。
(2)若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为,则通过光电门的速度变为原来的2倍,根据得,知下落的高度变为原来的4倍,
因为第一次固定在处,第二次求的是光电门与的距离为△;
(3)根据速度位移公式可知,解得
解得
故答案为:(1),
(2) (3)
四.解答题(共3小题)
15.【解答】解:(1)由速度位移公式可得
(2)前内的位移为
平均速度为
(3)落地时的速度为,所以总时间。
它在最后内下落的高度是
答:(1)它下落的高度是
(2)它在前内的平均速度是
(3)它在最后内下落的高度是。
16.【解答】解:设下落时的高度,展开伞时的速度为,此时距地面的高度为,落地是速度,匀减速下降时的加速度为,
自由落体过程有:
匀减速直线运动过程有:
代入数据可得:;
若物体组自由落体运动,落地时速度为,则:
根据自由落体运动位移速度公式得:
解得:.
(2)他在空中自由下落的时间;
他减速运动的时间为:;
他在空中的最短时间为:;
答:(1)运动员展开伞时,离地面高度至少,着地时相当于从高处自由落下.(2)空中的最短时间为.
17.【解答】解:(1)水滴下落至窗台通过的距离为


故水滴到达窗台的速度大小为.
(2)水滴下落至窗户上边缘的时间为
水滴下落至窗台的时间为
水滴经过窗户的时间为

故水滴经过窗户的时间为.0