1、1 4.自由落体运动 课后训练巩固提升 双基巩固学考突破 1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先采用了实验检验猜想和假设的科学方 法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展() A.亚里士多德 B.伽利略 C.牛顿 D.爱因斯坦 答案:B 解析:在物理学发展史上,是伽利略建立了物理学的正确的研究方法,推进了人类科学的 发展。 2.在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,下列频闪照片中符合事实的是 () 答案:C 解析:在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,苹果和羽毛都做自由落体运 动,故频闪照片 C 符合事实。 3.(多选)下图是测量人的反应时
2、间的小实验,乙同学在甲同学的大拇指与食指之间的正 上方捏住一把直尺,甲同学的大拇指与食指之间距离较小(约 3 cm),乙同学突然放开尺子, 甲同学尽快用手指去夹住。下列表述正确的有() 2 A.该实验测的是甲同学的反应时间 B.该实验测的是乙同学的反应时间 C.实验原理是 h=1 2gt 2 D.实验原理是 vt=gt 答案:AC 解析:图中上方的手是释放直尺者的,下方的手是受测者的,所以测的是甲同学的反应时 间,故 A正确,B 错误;由 h=1 2gt 2知,受测者的反应时间只与下落的高度有关,故 C 正确,D 错误。 4.某瀑布中的水下落时间是 4 s,若把水的下落近似简化为自由落体运动,
3、g取 10 m/s2,则 下列计算结果正确的是() A.瀑布高度大约是 20 mB.瀑布高度大约是 80 m C.瀑布高度大约是 160 mD.瀑布高度大约是 500 m 答案:B 解析:由 x=1 2gt 2知,x=1 2104 2 m=80 m,B 正确。 5.登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为 20 Hz)给自由下落的小球拍照,所拍的频闪照片 如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则月球表面的重力加速度 为多少?(保留两位有效数字) 3 答案:1.6 m/s2 解析:小球每两个相邻位置的时间差 T= 1 20 s=0.05 s 由 vn=?+?+1 2? 可得: vB=
4、?t 2? ? 1.6010-2 20.05 m/s=0.16 m/s。 vE=?t 2? ? (7.20-3.20)10-2 20.05 m/s=0.4 m/s。 所以 g=?-? 3? ? 0.4-0.16 30.05 m/s2=1.6 m/s2。 6.某校物理兴趣小组,为了了解高空坠物的危害,在做好安全警示和防护措施的情况下,将 一只鸡蛋从高楼上静止释放,让其自由下落,经过 4 s 鸡蛋刚好着地。(忽略空气阻力的作 用,g 取 10 m/s2)求: (1)开始下落第 1 s 末鸡蛋的速度大小; (2)鸡蛋释放时距离地面的高度; (3)鸡蛋在下落过程中的平均速度大小。 答案:(1)10 m
5、/s(2)80 m(3)20 m/s 4 解析:(1)由 v=gt 可得第 1 s 末的速度为 v=gt1=101 m/s=10 m/s。 (2)由 x=1 2gt 2可得 x=1 21016 m=80 m。 (3)下落过程的平均速度为 ? ? ? ? ? 80 4 m/s=20 m/s。 选考奠基素养提升 1.钢球 A自塔顶自由落下 2 m 时,钢球 B 自离塔顶竖直距离为 6 m 的距离处自由落下,两 钢球同时到达地面,不计空气阻力,g取 10 m/s2,则塔高为() A.24 mB.15 mC.12 mD.8 m 答案:D 解析:设钢球 A 下落 h1=2 m时达到的速度为 v1,则有
6、v1=gt1,h1=1 2 ?12,解得 v1=2 10 m/s。 设 A、B 同时下落的时间为 t,则有 h1+(v1t+1 2gt 2)=h2+1 2gt 2,将 h2=6 m 代入解得 t= 2 10 s,所 以塔高 h=h2+1 2gt 2=8 m,选项 D正确。 2.从某一高度处释放一小球甲,经过 0.5 s 从同一高度处再释放小球乙,在两小球落地前, 则() A.它们间的距离保持不变 B.它们间的距离不断减小 C.它们间的速度之差不断增大 5 D.它们间的速度之差保持不变 答案:D 解析:两球下落距离之差x=1 2gt 2-1 2g(t-0.5 s) 2,可见两球落地之前它们之间的
7、距离不断增大, 故 A、B 均错;又因为速度之差v=gt-g(t-0.5 s)=0.5 sg,可见 C 错,D对。 3.小球从空中某处从静止开始自由下落,与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处,此过 程中小球速度随时间变化的关系如图所示,则() A.在下落和上升两个过程中,小球的加速度不同 B.小球开始下落处离地面的高度为 0.8 m C.整个过程中小球的位移为 1.0 m D.整个过程中小球的平均速度大小为 2 m/s 答案:B 解析:v-t 图像斜率相同,即加速度相同,所以选项 A错误;00.4 s 内为自由落体过程,通过 的位移即为高度 0.8 m,选项 B 正确;前 0.4 s 自由下落
8、 0.8 m,后 0.2 s 反弹向上运动 0.2 m, 所以整个过程小球位移为 0.6 m,选项 C 错误;整个过程小球的平均速度大小为 1 m/s,选 项 D错误。 4.科技馆中有一个展品,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 殊的灯光照射下,可观察到一个个下落的水滴。缓慢调节水滴下落的时间间隔到适当情 况,可看到一种奇特的现象,水滴似乎不再往下落,而是固定在图中 A、B、C、D四个位 置不动。一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g取 10 m/s2)() 6 A.普通光源即可 B.间歇发光,间歇时间为 1.8 s C.间歇发光,间歇时间为 0.14 s D.间歇发光,
9、间歇时间为 0.2 s 答案:C 解析:只有用间歇光源才能看到这种现象。由于各位置间的时间间隔t 相同,由x=gt2 得t= ? ? ? 2010-2 10 s=0.14 s,当 t=kt(k=1,2,3,)时,也会看到同样现象,所以 C 正确。 5.在离地面 7.2 m处,手提 2.2 m 长的绳子的上端如图所示,在绳子的上下两端各拴一小 球,放手后小球自由下落(绳子的质量不计,球的大小可忽略,g取 10 m/s2)。 (1)两小球落地时间相差多少? (2)B 球落地时 A球的速度多大? 答案:(1)0.2 s(2)10 m/s 解析:(1)设 B 球落地所需时间为 t1 由于 h1=1 2
10、 ?12 7 则 t1= 2?1 ? ? 2(7.2-2.2) 10 s=1 s 设 A球落地时间为 t2 由于 h2=1 2 ?22则 t2= 2?2 ? ? 27.2 10 s=1.2 s 所以两小球落地的时间差为t=t2-t1=0.2 s。 (2)当 B 球落地时,A球的速度与 B 球的速度相等。 即 vA=vB=gt1=101 m/s=10 m/s。 6.某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从高 80 m的大楼楼顶自由下落到 行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从 60 m远处由静止向楼底先匀加速运动 3 s, 再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上(不计空气阻力,人
11、和汽车看作质点,g 取 10 m/s2)。求: (1)汽车开到楼底的时间; (2)汽车匀速行驶的速度; (3)汽车匀加速运动时的加速度。 答案:(1)4 s(2)24 m/s(3)8 m/s2 解析:通过自由落体运动的规律的应用,培养解决实际问题的能力和实事求是的科学态度。 (1)人做自由落体运动,所以 h=1 2gt 2 解得 t= 2? ? ? 280 10 s=4 s 所以汽车运动的时间也为 4 s。 (2)(3)因为汽车匀加速时间为 t1=3 s 所以汽车匀速运动的时间为 t2=t-t1=1 s 匀加速位移为 x1=1 2 ?12 8 匀速运动速度为 v=at1 匀速运动位移为 x2=vt2 x1+x2=60 m 解得 a=8 m/s2,v=24 m/s。
