2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册 2.5自由落体运动度 课时练（word解析版）

2.5自由落体运动度 课时练（解析版）
1．把自由下落物体的总位移分成相等的三段，则由上到下顺次经过这三段位移所需的时间之比是（　　）
A．3∶2∶1 B．1∶∶
C．1∶（）∶（） D．∶∶1
2．如图所示，小球在竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示的小球运动过程中每次曝光的位置图，已知连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度均为d，根据图中的信息，下列判断正确的是（　　）
A．小球从位置“1”开始释放
B．小球所在地的重力加速度大小为
C．小球在位置“3”的速度大小为
D．小球在位置“4”的速度大小为小球在位置“2”的1.8倍
3．根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处，这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球（　　）
A．到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零
B．到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零
C．落地点在抛出点东侧
D．落地点在抛出点西侧
4．在地面上以初速度v0把小球竖直向上拋出，经过时间t1，小球到达最高点。不计空气阻力，在上升过程中，小球的速度v随时间t的变化关系如图所示。到达最高点时，小球（ ）
A．速度为0，处于平衡状态 B．速度为0，但不是平衡状态
C．加速度为0，处于平衡状态 D．加速度为0，但不是平衡状态
5．高空坠物非常危险，因此人们一定要有安全防范意识。假设住宅某阳台上有一个0.5kg的花盆不小心掉下来，下落的高度为20m，忽略空气阻力，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．花盆落地的速度大小为40m/s B．花盆落地的速度大小为2m/s
C．花盆下落的时间为4s D．花盆下落的时间为2s
6．一个物体从塔顶下落，在到达地面前最后2s内通过的位移是整个过程位移的。取，则（　　）
A．塔高是80m B．下落时间为5s
C．最后1s的初速度为 D．最后1s内的平均速度
7．如图所示是用频闪周期为△t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．苹果下落的加速度大小为
B．羽毛下落到C点的速度大小为
C．一定满足关系x1：x2：x3=1：3：5
D．一段时间后苹果会在羽毛下方
8．某人从同一点P以相同的速度先后竖直向上抛出两小球A、B，两球的图像分别如图中A、B所示，不计空气阻力，g取。下列说法正确的是（　　）
A．B球上升时和A球相遇
B．若抛出两球的时间差合适，A球可以在上升过程中和B相遇
C．和时，两球的间距相等
D．到，A球运动的平均速度大小为
9．1952年6月10日，毛泽东同志为中华全国体育总会题词“发展体育运动，增强人民体质”。69年来，在毛泽东题词精神的指引下，我国体育事业取得长足发展，形成了群众体育、竞技体育、体育产业三驾马车齐头并进的良好态势，广大群众的健康意识、健康水平、生活品质得到了不断提升。乙同学身高，他参加跳高比赛，起跳后身体刚好横着跃过了高的横杆，如图所示。估算他起跳时竖直向上的速度最接近于（　　）
A． B． C． D．
10．一杂技演员，用一只手抛球接球。他每隔△t时间竖直向上抛出一球，手里始终有一个球，即后一个球落下时抛出手里的球并立即抓住落下的球（设抛、接球的时间差忽略不计），总共有5个球。如将球的运动看作是竖直上抛运动球与球不会碰撞，且每个球上升的最大高度都是，g取。那么（　　）
A．
B．
C．小球被抛出的速度大小为
D．当有球恰入手的瞬间，其余四个小球的速度大小要么为要么为
11．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，如图所示关于伽利略的研究，下列说法正确的是（　　）
A．丙图是实验现象，丁图是经过合理外推得到的结论
B．丁图是实验现象，甲图是经过合理外推得到的结论
C．甲图实验，可“冲谈”重力的作用，使时间易测量
D．丁图实验，可“放大”重力的作用，使速度易测量
12．宇航员在某星球上进行自由落体运动实验：让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落（忽略阻力），测得在第5s内的位移是18m，则（　　）
A．该星球表面的重力加速度为
B．小球在2s末的速度是
C．小球在第5s内的平均速度是
D．小球在第2s内的位移是8m
13．下列关于自由落体运动说法正确的是（　　）
A．物体只在重力作用下下落的运动叫做自由落体运动
B．同一地点，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C．一片树叶从树上自由落下，不可以视为自由落体运动
D．自由落体运动中，物体在任意一段时间内下落的高度h正比于
14．建筑工地，工人往往徒手抛砖块，地面上的工人以10m/s的速度竖直向上间隔1s连续抛出两个砖块，每次抛转时，楼上的工人在抛转点正上方3.75m处接砖，重力加速度取10m/s2，空气阻力不计，设地面上的人抛出第一块砖的时刻记为t=0时刻，则（　　）
A．t=1s时刻楼上的工人可接到砖
B．楼上的工人在t=0.5（2n+1）s （n=0、1、2、3……）时刻都能接到砖
C．楼上的工人两次接砖的最长时间为2s；
D．楼上工人不可能同时接到两块砖
15．两位同学在教学楼上做自由落体与竖直上抛运动实验，甲同学在四楼将小球A自由释放，乙同学在二楼同时将小球B以某一初速度竖直上抛。当B球到达最高点时，A球下落的高度为h，再经过时间t后，两球恰好同时落地，小球A、B不在同一条竖直线上，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲同学释放点离地高度为
B．甲同学释放点离地高度为
C．若两位同学均各上一层楼重做以上实验，小球A先落地
D．若两位同学均各上一层楼重做以上实验，小球B先落地
16．自由落体运动的规律
（1）自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为______的______运动；
（2）匀变速直线运动的基本公式及其推论都______自由落体运动；
（3）自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝___________，___________。
17．质量为2m的物体A从高h处自由下落，质量为m的物体B从高h处自由下落，不计空气阻力，则A、B两物体下落的加速度之比为________；下落时间之比为tA∶tB＝________；落地前瞬间的速度之比vA∶vB＝________.
18．如图所示，在有空气的玻璃管中，金属片比羽毛下落得快，在抽掉空气的玻璃管中，金属片和羽毛下落快慢相同。
（1）为什么物体下落快慢相同？
（2）空气中的落体运动在什么条件下可看作自由落体运动？
19．为研究自由落体运动，实验者从某砖墙前的高处由静止释放一个石子，拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。经测量，每层砖的平均厚度为6.0cm，位置A距石子下落的起始位置的距离大约为2m，小明采用下面的方法来估算这张照片的曝光时间：他首先估算石子到达位置A的速度，然后简化运算，利用石子以vA匀速经过AB所用的时间作为照片的曝光时间。你认为小明的方法是否合理？并通过分析说明理由。（可能用到的数据）
20．如图所示，在汶川大地震中，一架直升飞机在灾区某地上空做定点空投救灾物资，已知由静止释放的一包物资，经5s刚好着地，忽略空气阻力的作用，g=10m/s2，求：
（1）释放后1s末物资速度大小；
（2）直升飞机距离地面的高度；
（3）物资落地前最后1s内的位移。
参考答案
1．C
【详解】
设自由下落物体的总位移为3h，物体由上到下通过第一个h位移所需时间为t1，根据
得
t1＝
同理，物体通过第二个h位移时所需的时间为
t2＝－＝（－1）
物体通过第三个h位移时所需的时间为
t3＝－＝（－）
故
（
故选C。
2．D
【详解】
A．若小球做初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等时间内，位移之比为1：3：5：7……，而题中1、2、3、4、5…间的位移之比为2：3：4：5……，所以位置“1”不是小球的初始位置，选项A错误；
B．根据Δx=aT2，可知
选项B错误；
C．由图可知小球在位置“3”的速度大小
选项C错误；
D．小球在位置“2”的速度大小
小球在位置“4”的速度大小
所以
选项D正确。
故选D。
3．D
【详解】
AB．上升过程水平方向向西加速，在最高点竖直方向上速度为零，水平方向上有向西的水平速度，且有竖直向下的加速度，AB错；
CD．下降过程向西减速，按照对称性落至地面时水平速度为0，整个过程都在向西运动，所以落点在抛出点的西侧，C错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
从图像可以看出，物体的速度随时间的推移逐渐减小，且在t1时刻速度为0，由于物体的速度随时间均匀减小，做匀减速直线运动，v—t图象斜率不变，即加速度不变，则到达最高点时，小球速度为0，但不是平衡状态。
故选B。
5．D
【详解】
CD．花盆不小心掉下来做落体运动，有
代入数据解得
选项C错误，D正确；
AB．花盆落地的速度大小
选项AB错误。
故选D。
6．D
【详解】
AB．设物体下落总时间为t，由题意可知，在前面(t-2s)时间内的位移为总位移的，由位移关系可得
解得
塔高为
AB错误；
C．最后1s的初速度即5s末的速度
C错误；
D．6s末的速度为
最后1s内的平均速度为
D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．根据△x=aT2可得苹果的加速度为
故A错误；
B．羽毛做自由落体运动，则羽毛下落到C点的速度大小为
故B正确；
C．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x1：x2：x3=1：3：5，故C错误；
D．真空中苹果和羽毛只受重力，同时释放做自由落体运动的下落快慢相同，故D错误；
故选B。
8．C
【详解】
由图像可知，小球初速度为v0=2m/s，上升时间为t0=0.2s，上升最大高度为
B球比A球晚抛出。
A．B球上升0.15m时，有
代入数据，解得
tB=0.1s，tB=0.3s（舍去）
则可知A球抛出时间为
则可知此时A球上升到最大高度0.2m处，故两球没有相遇，故A错误；
B．因两球初速度相同，故A球不可能在上升过程中和B球相遇，故B错误；
C．当时，两球间距为
当时，B球上升到最大高度，A球下降高度为
则两球间距为
故C正确；
D．到，A球的位移为
则A球运动的平均速度大小为
故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
人跳高时，人体重心约上升h=0.9m根据
可得
故选B。
10．B
【详解】
每个球的最大高度都是，根据
解得
根据竖直上抛的对称性可知，手中有一个球，空中有四个球，在抛接球时，空中有三个球，有1个在上升，1个下降，一个在最高点，共4个时间间隔
由公式可知，小球被抛出的速度大小为
当有球恰入手的瞬间，其余4个小球一个在最高点，其速度为零；一个刚抛出，其速度为，1个在上升，1个下降，速度等大反向
故选B。
11．AC
【详解】
AB．甲乙丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，A正确，B错误；
CD．伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证与成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即正比于，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化。由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量。这个方法叫“冲淡”重力，C正确，D错误。
故选AC。
12．AB
【详解】
AB．第5s内的位移是18m，有
解得
所以2s末的速度为
故AB正确；
C．小球在第5s内的平均速度是
故C错误；
D．小球在第2s内的位移是
故D错误。
故选AB。
13．BC
【详解】
A．物体只在重力作用下由静止下落的运动叫做自由落体运动，选项A错误；
B．同一地点，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，选项B正确；
C．一片树叶从树上自由落下，阻力不可忽略，则不可以视为自由落体运动，选项C正确；
D．自由落体运动中，物体下落的总高度
正比于t2，而在任意一段时间内下落的高度h不是正比于，选项D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】
研究第一块砖
代入数据解得
和分别对应第一块砖的上升过程和下降过程，根据题意可得第二块砖到达抛砖点正上方3.75m处的时间为
以此类推，可得楼上的工人在
都能接到砖，在t=1s时刻楼上的工人不能接到砖，楼上的工人两次接砖的最长时间为
当在时刻，楼上工人可以同时接到第一块砖和第二块砖，故BC正确，AD错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
AB．小球A下落h所需时间为t′，则
h = gt′2
故小球A下落到地面所需时间为
tA = t + t′ = t +
下降的高度为
hA = atA2 =
A错误、B正确；
C．当两位同学均各上一层楼重做以上实验，相当于在以上实验的基础上，假设两同学不动，地平面下降了一层楼。则由自由落体运动规律可知，两球会在空中原来地平面处相遇，相遇时小球A速度大，则A先落地，C正确；
D．若两位同学均各下一层楼重做以上实验，相当于在以上实验的基础上，假设两同学不动，地平面上升了一层楼，则两小球不能在空中相遇，根据自由落体规律可知小球B先落地，D错误。
故选BC。
16．0 匀加速直线 适用于 gt
【详解】
略
17．1∶1 2∶1 2∶1
【详解】
略
18．（1）因为没有空气阻力；（2）空气的阻力作用可以忽略
【详解】
略
19．合理；理由见解析
【详解】
小明的方法是合理的；
自由落体运动2m的末速度为
下落2m的时间

下落2m+0.12m=2.12m的时间
则曝光时间为

事实上，由于0.12m远小于2m，故可以近似地将AB段当匀速运动，故时间为
20．（1）10m/s；（2）125m；（3）45m
【详解】
(1)释放后1s末物资速度
(2)直升飞机距离地面的高度
(3)下落前4s的位移
物资落地前最后1s内的位移