2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

5 自由落体运动 6 伽利略对自由落体运动的研究课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时,提出了著名的斜面实验,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:伽利略的斜面实验是在实验基础上进行“合理外推”得到落体运动规律的,属于理想实验,选项C正确。答案:C2.关于自由落体运动,以下说法正确的是(  )A.从静止开始下落的物体必做自由落体运动B.物体开始下落时,速度为零,加速度也为零C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量答案:D3.做自由落体运动的物体运动的时间取决于(  )A.物体的重力B.物体下落的高度C.物体的速度D.物体的加速度解析:由位移时间关系式h=gt2,得t=,所以做自由落体运动的物体运动的时间由下落的高度决定。答案:B4.甲、乙两物体的质量之比为1∶2,甲、乙两物体所在的位置高度之比为2∶1,它们各自做自由落体运动,则(  )A.落地时的速度之比是∶1B.落地时的速度之比是1∶1C.下落过程中的加速度之比是1∶2D.下落过程中加速度之比是2∶1解析:由v2=2gh得v=,落地时的速度之比为∶1,物体做自由落体运动时,加速度都相同,等于重力加速度。答案:A5.A、B两小球从不同高度自由下落,同时落地,A球下落的时间为t,B球下落的时间为,当B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为(  )A.gt2B.gt2C.gt2D.gt2解析:A球下落高度为hA=gt2,B球下落高度为hB=g()2=gt2,当B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为Δh=hA-g()2-hB=gt2,所以选项D正确。答案:D6.一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是9.8m/s,经过另一点时的速度是39.2m/s,求这两点间的距离和经过这段距离所用的时间。(g取9.8m/s2)解析:由v2-=2gh得两点间的距离h==73.5m经过这段距离所用的时间t==3s。答案:73.5m 3s7.导学号19970059 屋檐定时滴出水滴,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴正分别位于高1m的窗户的上、下沿,如图所示。g取10m/s2,问:(1)滴水的时间间隔是多少?(2)此屋檐离地面多高?解析:(1)设滴水时间间隔为t,第2滴运动时间为3t,第3滴运动时间为2t,加速度g=10m/s2根据h=gt2,第2滴与第3滴的位移差为g(3t)2-g(2t)2=1m解得t=0.2s。(2)屋檐离地高度为第1滴水的位移,即H=g(4t)2=×10×(4×0.2)2m=3.2m。答案:(1)0.2s (2)3.2mB组(20分钟)1.(多选)下图大致地表示了伽利略探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.其中甲、乙、丙图是实验现象,丁图是经过合理的外推得出的结论B.其中丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理的外推得出的结论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,伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是可以“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,而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论,故选项A、D正确。答案:AD2.(多选)从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙,若两球被释放的时间间隔为1s,在不计空气阻力的情况下,它们在空中的运动过程中(  )A.甲、乙两球的距离越来越大,甲、乙两球的速度之差越来越大B.在相等的时间内甲、乙两球速度的变化量相等C.甲、乙两球的距离越来越大,甲、乙两球的速度之差保持不变D.甲、乙两球的距离始终保持不变,甲、乙两球的速度之差保持不变解析:甲、乙两球之间的距离之差v甲-v乙=g(t+1s)-gt=g;甲、乙两球之间的距离之差为Δx=x甲-x乙=g(t+1s)2-gt2=gt+,可见甲、乙两球的距离越来越大;物体速度的变化Δv=gt,所以相等的时间内甲、乙两球速度的变化量相等。答案:BC3.(多选)一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来,一同学用手固定B,此时A、B间距为3l,A距地面为l,如图所示。由静止释放A、B,不计空气阻力,且A、B落地后均不再弹起。从释放开始到 A落地历时t1,A落地前的瞬时速率为v1,从A落地到B落在A上历时t2,B落在A上前的瞬时速率为v2,则(  )A.t1>t2B.t1=t2C.v1∶v2=1∶2D.v1∶v2=1∶3解析:由题意可知l=,l+3l=a(t1+t2)2,故t1=t2,选项A错误,B正确;而v1=at1,v2=a(t1+t2),故v1∶v2=1∶2,选项C正确,D错误。答案:BC4.导学号19970060如图所示,A、B两小球用长为L的细线连接悬挂在湖面的高空中,A距湖面高度为H,释放A球,让它们自由下落,测得它们落水声时间相差Δt(s),如果球A距水面的高度H减小,则Δt将(  )A.增大B.不变C.减小D.条件不足,无法确定解析:设B、A下落到水面的时间分别为t1和t2,则H-L=①,H=②,而Δt=t2-t1③,由①②③得Δt=)=,所以H减小时,时间Δt增大,A对。答案:A5.有一条竖直悬挂起来的长为4.2m的细杆AB,在杆的正下方离B端0.8m的地方有一个水平放置的圆环C,若让杆自由下落(g取10m/s2)。求:(1)从杆下落开始,上端A及下端B到达圆环所经历的时间;(2)AB杆通过圆环的过程中所用时间。解析:(1)杆做自由落体运动,杆的B点到达圆环的时间为tB,则hB=将hB=0.8m代入求得tB=0.4s杆的A点到达圆环的时间为tA,则hA=将hA=5.0m代入求得tA=1.0s。(2)杆通过圆环的过程中所用的时间t=tA-tB=0.6s。答案:(1)1.0s 0.4s (2)0.6s6.导学号19970061跳伞员从476m的高空自由下落一段距离后才打开降落伞。设打开伞后以2m/s2的加速度匀减速下降,到达地面时速度为4m/s(g取10m/s2),问:(1)跳伞员下落的最大速度多大?(2)跳伞员下落的总时间是多少?解析:(1)设跳伞员下落的最大速度为v,则h=将数据代入求得v=40m/s。(2)跳伞员自由下落时间t1=s=4s跳伞员匀减速运动时间t2=s=18s故跳伞员下落的总时间t=t1+t2=22s。答案:(1)40m/s (2)22s