人教版2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

2019-2020年高中物理第2章5-6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究课时作业（含解析）新人教版必修11．(xx·马鞍山高一期末)意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于(  )A．等效替代      B．实验归纳C．理想实验D．控制变量【解析】 伽利略在研究落体运动的规律时，做了著名的斜面实验，斜面的摩擦力忽略不计，而逐渐增大斜面的倾斜角，当倾角等于90°时物体竖直下落，这种物理思想方法属于理想实验，故选项C正确．【答案】 C2．(xx·保定一中高一期末)下列说法正确的是(  )A．亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重无关B．伽利略认为物体越重，下落得越快C．牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同D．石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力【解析】 亚里士多德认为物体越重，下落越快，而伽利略认为物体下落快慢与物重无关，通过牛顿管实验证明，无空气阻力时，铁块与羽毛下落快慢相同，在实际中虽然石头下落比树叶下落快，但石头仍受阻力，只不过其阻力相对其重力较小．故C正确，A、B、D错．【答案】 C3．(多选)(xx·宝鸡高一检测)关于自由落体运动，下列说法正确的是(  )A．自由落体运动的物体初速度为零B．物体从静止开始，竖直下落的运动就是自由落体运动C．自由落体运动的物体只受重力作用D．自由落体运动是变加速直线运动【解析】 自由落体运动是从静止开始下落，且只在重力作用下的运动，A、C对，B错．自由落体运动的加速度恒定不变，自由落体运动是匀加速直线运动，D错．【答案】 AC4．关于自由落体加速度g，下列说法正确的是(  )A．重的物体的g值大B．g值在任何地方都一样大C．g值在赤道处大于南北两极处 D．同一地点轻重物体的g值一样大【解析】 重力加速度与物体无关，仅与地理位置有关，且赤道处最小，两极最大，同一地点g是恒定值，故D正确，其余选项错误．【答案】 D5．(xx·西城区高一检测)一物体做自由落体运动．从下落开始计时，重力加速度g取10m/s2.则物体在第5s内的位移为(  )A．10mB．125mC．45mD．80m【解析】 物体在第5s内的位移x＝gt－gt＝×10×(52－42)m＝45m，C正确．【答案】 C6．两个小球从同一地点的不同高度处做自由落体运动，结果同时到达地面，如图所示四幅图中，能正确表示它们的运动的是(  )【解析】 两个小球从不同高度自由下落，下落过程中加速度相同，所以v－t图象的斜率相同，因高度不同，由h＝gt2，v＝gt知，下落时间和落地时的速度不同，所以图象的起点横坐标和终点纵坐标应不同，选项C正确．【答案】 C7．(多选)某人在高层楼房的阳台外侧以30m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点25m处所经历的时间可能是(不计空气阻力，取g＝10m/s2)(  )A．1sB．3sC．5sD．(3＋)s【解析】 石块运动到离抛出点25m处包括两种情况：一种是在抛出点上方25m处，h＝25m，一种是在抛出点下方25m处，h＝－25m，由h＝v0t－gt2可知A、C、D正确．【答案】 ACD8．设宇航员在某行星上从高32m处自由释放一重物，测得在下落最后1s内所通过的距离为14m，则重物下落的时间是多少？该星球表面的重力加速度为多大？【解析】 设物体下落的时间为t，星球表面的重力加速度为g，则h＝gt2，①h－14＝g(t－1)2，②由题意知h＝32m，由①②解得t1＝4s，t2＝s(舍去)，g＝4m/s2； 所以t＝t1＝4s，g＝4m/s2.【答案】 4s 4m/s2[超越自我·提升练]9．(多选)(xx·黄冈高一检测)如图2－5－6所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，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…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d.根据图中的信息，下列判断正确的是(  )图2－5－6A．位置“1”是小球释放的初始位置B．小球做匀加速直线运动C．小球下落的加速度为D．小球在位置“3”的速度为【解析】 由题图可以知道每两个相邻的点之间的距离差是一样的，由Δx＝at2可知，a＝＝，所以B、C正确．点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小，所以v3＝＝，D正确．由于v3＝v1＋a·2T，故v1＝v3－2aT＝－2××T＝，故A错误．【答案】 BCD10．(多选)(xx·高一检测)甲、乙两球从同一高度相隔1s先后自由落下，在下落过程中(  )A．两球的距离始终不变B．两球的距离越来越大C．两球的速度差始终不变D．两球的速度差越来越大【解析】 由h＝gt2得h甲＝gt2，h乙＝g(t－1)2. 则Δh＝h甲－h乙＝gt2－g(t－1)2＝gt－g，故两球的距离在下落过程中越来越大，A错，B对；由v＝gt得v甲＝gt，v乙＝g(t－1)，则Δv＝v甲－v乙＝gt－g(t－1)＝g，故两球的速度差始终不变，C对，D错．【答案】 BC11．小球从空中h＝20m处自由下落，与水平地面碰撞后以碰前速度的60%竖直反弹到某一高度．取g＝10m/s2，不计空气阻力．求：(1)反弹的高度是多少？(2)从开始下落到第二次落地，经过多长时间？【解析】 (1)小球第一次落地时有v＝2gh，得v1＝＝m/s＝20m/s，反弹的速度大小v2＝60%v1＝12m/s，则反弹的高度h2＝＝m＝7.2m.(2)小球第一次落地的时间t1＝＝s＝2s，反弹后做竖直上抛运动，运用整体法有h′＝v2t2－gt落地时h′＝0，得t2＝＝s＝2.4s，故从开始下落到第二次落地的时间t＝t1＋t2＝2s＋2.4s＝4.4s.【答案】 (1)7.2m (2)4.4s12．(xx·衡水高一检测)气球以5m/s的速度从地面匀速上升，上升过程中从气球上掉落一个小物体，该物体离开气球后经2s着地．小物体离开气球后，气球以1m/s2的加速度匀加速上升．空气对小物体的阻力不计，g取10m/s2.试求：(1)小物体离开气球时，气球的高度；(2)小物体着地时的速度大小；(3)小物体着地时，气球的高度．【解析】 (1)设小物体离开气球时，气球离地的高度为h，则－h＝v0t－gt2(取向上为正方向)所以h＝10m.(2)小物体着地时的速度大小为vt＝v0－gt＝－15m/s(“－”表示方向向下)． (3)小物体着地时，气球的高度H＝h＋＝22m.【答案】 (1)10m (2)15m/s (3)22m