2.4自由落体运动_2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业word版含答案

2.4自由落体运动—2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业
1.一课外学习小组，就“一颗熟透了的苹果从树上掉落”的现象展开了辩论.若空气阻力不计，你认为下列论点正确的是（取）( )
A.苹果刚离开树枝时速度为零，加速度也为零
B.苹果越落越快，速度正比于落下的距离
C.苹果越落越快，速度正比于落下的时间
D.苹果在第一秒内下落的距离是1 m，在第二秒内下落的距离是2 m
2.甲球从离地面H高处由静止开始自由下落，同时使乙球从甲球的正下方地面处做竖直上抛运动，欲使乙球上升到（）处与甲球相撞，则乙球上抛的初速度为（重力加速度为g，忽略空气阻力）( )
A. B. C. D.
3.甲、乙两位同学通过下面的实验测量人的反应时间。甲用两个手指轻轻捏住木尺靠近零刻度线的一端，并让木尺自然下垂。乙在木尺下方刻度处（手未碰到尺）准备用手指夹住下落的尺。甲突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子，若夹住尺子的位置刻度为，则下列说法正确的有（已知重力加速度为g）( )
A.甲松手时必须通知乙 B.甲的手指必须捏住木尺的0刻度
C.可测得甲的反应时间为 D.可测得乙的反应时间为
4.2020年5月8日，我国新一代载人飞船试验船返回舱在预定区域成功着陆，试验取得圆满成功，这也标志着中国载人航天工程迈出了重要的一步。若试验舱离月面某一高度时，速度减小为零后，自由下落着陆，测得其在第4 s内的位移是5.6 m，此时试验舱还未落地，则( )
A.试验舱在前4 s内的位移是25.6 m B.月球表面的重力加速度大小为
C.试验舱在4 s末的速度是12.8 m/s D.试验舱在第4 s内的平均速度是1.4 m/s
5.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则( )
A.小球在2 s末的速度是8 m/s B.小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.小球在第2 s内的位移是2 m D.小球在5 s内的位移是125 m
6.甲、乙两个小球在空中由静止释放，做自由落体运动，两球同时落地，落地时，甲的速度比乙的速度大5 m/s，重力加速度，不计空气阻力，则下列说法错误的是( )
A.甲比乙提前0.5 s释放 B.释放乙球时，甲球的速度大小为5 m/s
C.甲下落的高度比乙下落的高度高1.25 m D.两球运动过程中的速度差恒为5 m/s
7.从地面竖直上抛一物体A的同时，在离地面高H处有相同质量的另一物体B开始做自由落体运动，两物体在空中同时到达距地面高h处时速率都为v（两物体不会相碰），则下列说法正确的是( )
A.
B.物体A竖直上抛的初速度大小是物体B落地时速度大小的2倍
C.物体在空中运动的时间相等
D.两物体落地前相对速度越来越小
8.矿井中的升降机以5 m/s的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过3 s升降机底板上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度，下列说法正确的是( )
A.螺钉松脱后做自由落体运动
B.矿井的深度为45 m
C.螺钉落到井底时的速度大小为25 m/s
D.螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时6 s
9.如图所示是用闪光周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是( )
A.一定满足关系 B.一段时间后苹果会在羽毛下方
C.苹果下落的加速度大小为 D.羽毛下落到C点的速度大小为
10.小球A从距地面高为H处自由释放，同时小球B从地面以初速度竖直向上抛出，两球在空中相遇。不计空气阻力，已知重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.若两球相遇时速率相等，则
B.经时间，相遇
C.若，则A与B相遇在B下降途中
D.若，则A与B相遇在B上升途中
11.学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。
（1）重力加速度大小可表示为__________（用表示）。
（2）如果某次实验中，，则测得的重力加速度大小_____（结果保留2位有效数字）。
（3）写出一条能提高测量结果准确程度的建议：_________。
12.跳楼机是游乐园和主题公园常见的大型机动游戏设备。假设某人乘坐跳楼机体验完全失重，各项安全措施都到位。座舱与人做自由落体运动，若自由落体运动过程中正中间5 m对应的运动时间是，重力加速度，求人做自由落体运动的高度。
答案以及解析
1.答案：C
解析：苹果刚离开树枝时仅受重力，加速度为，A错误；苹果做自由落体运动，根据知，，B错误；同理可得，，C正确；苹果在第一秒内下落的距离，苹果在第二秒内下落的距离，D错误.
2.答案：B
解析：设乙球上抛的初速度为，经过时间t甲、乙在空中相碰，甲做自由落体运动的位移为，解得，乙做竖直上抛运动的位移，解得，故选项B正确.
3.答案：D
解析：如果甲松手时通知乙，乙从开始到接住木尺的时间就不是人的反应时间，做这个实验也就无意义，故A错误。甲的手指不必捏住木尺的0刻度，松手后木尺自由下落，测试的是乙的反应时间，与甲捏什么位置无关，故B错误。木尺下落高度为，由，解得时间为，这个时间就是乙的反应时间，故C错误，D正确。故选D。
4.答案：B
解析：本题考查自由落体运动、匀变速直线运动规律的应用。试验舱在第4 s内的位移是5.6 m，有，其中，解得，则试验舱在前4 s内的位移是,A错误，B正确；试验舱在4 s末的速度,C错误；试验舱在第4 s内的平均速度,D错误。
5.答案：A
解析：第5 s内的位移是，有，其中，解得：，所以2 s末的速度，故A正确；小球在第5 s内的平均速度大小为，故B错误；前1 s内下降的高度，前2 s内的位移为，小球在第2 s内的位移，故C错误；前5 s内的位移为，故D错误；故选A。
6.答案：C
解析：本题考查自由落体运动。设甲球运动的时间为，乙球运动的时间为，则，故A正确；释放乙球时，甲球已运动了0.5 s，此时甲球的速度大小，故B正确；由于两球同时落地，因此释放乙球时，甲球一定在乙球上方，即甲、乙下落的高度差一定大于，故C错误；两球运动的加速度相同，相同时间内速度增加量相同，因此两球运动过程中速度差恒为5 m/s，故D正确。本题选说法错误的，故选C。
7.答案：A
解析：设两物体到达距地面高h时所用时间为t，则根据自由落体运动的规律有，设A物体竖直上抛的初速度为，则有，解得，，故A正确；物体A竖直上抛的初速度，设物体B落地时的速度为，则有，由A项分析知，，联立解得，所以，故B错误；根据竖直上抛的对称性可知物体A在空中运动的时间，物体B在空中运动的时间为，故C错误；两物体的加速度相同，在相同时间内速度变化量相同，落地前相对速度保持不变，故D错误.
8.答案：BC
解析：螺钉松脱时具有与升降机相同的向上的速度，故螺钉松脱后做竖直上抛运动，A错误；由运动学公式可得，螺钉自松脱至落到井底的位移大小，升降机在这段时间内的位移大小，故矿井的深度为，B正确；螺钉落到井底时的速度大小为，C正确；设螺钉松脱前运动的时间为，则，解得，所以螺钉运动的总时间为，D错误。
9.答案：CD
解析：羽毛与苹果在真空中做自由落体运动，A点并不一定是下落点，故A点速度不一定等于零，则羽毛与苹果的位移不一定满足关系，故A错误；真空中苹果和羽毛下落快慢相同，故B错误；根据可得苹果的加速度为，故C正确；羽毛做自由落体运动，则羽毛下落到C点的速度大小为，故D正确。故选C、D。
10.答案：BC
解析：本题借助追及和相遇问题考查匀变速直线运动规律的应用。两球在空中相遇，可得；设二者从释放到相遇的时间为t，而由运动学公式可得，联立可得，B正确；若两球相遇时速率相等，则，可得,A错误；若A与B相遇在B上升途中，则满足，即,D错误；若A与B球相遇在B下降途中，则满足，即，C正确。
11.答案：（1）
（2）9.6
（3）“适当增大n”或“多次测量取平均值”
解析：（1）每滴水下落的时间，由得。
（2）代入数据解得。
（3）适当增大n或多次测量取平均值。
12.答案：15 m
解析：本题考查匀变速直线运动中的特殊公式。
设人做自由落体运动过程中正中间5 m前的高度为h，则正中间5 m后的高度也为h，由结合自由落体运动规律，可得人在正中间5 m的初速度与h的关系为
人在正中间5 m的末速度与h的关系为，
由匀变速直线运动的规律可知，正中间5 m的平均速度为
可得
由于正中间5 m对应的运动时间是，则
解得
则人做自由落体运动的高度为