高中物理人教必修一.4 自由落體運(yùn)動解析版

1、人教版高一物理必修第一冊課堂同步精選練習(xí)2.4 自由落體運(yùn)動（解析版）一、選擇題 1. 鋼球A自塔頂自由落下2米時,鋼球B自離塔頂6米距離處自由落下,兩鋼球同時到達(dá)地面,不計(jì)空氣阻力,則塔高為()A.24 m B.15 m C.12 mD.8 m【答案】B【解析】根據(jù)h=12gt2得A球下落2 m所需時間為:t1=2h1g=105 sB球下落的時間為:t2=2hg對A球有:h=12g(t1+t2)2由解得:h15 m。關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法正確的是()A.物體豎直向下的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動B.加速度等于重力加速度的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動C.在自由落體運(yùn)動過程中,質(zhì)量不同的物體運(yùn)動規(guī)律相同D.

2、物體做自由落體運(yùn)動的位移與時間成正比【答案】C【解析】物體由靜止開始,只在重力作用下的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動,A、B錯誤;在自由落體運(yùn)動中,加速度a=g,其運(yùn)動規(guī)律與質(zhì)量無關(guān),C正確;自由落體運(yùn)動的位移h=12gt2,h與t2成正比,D錯誤。關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法正確的是()A.在空氣中不考慮阻力的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動B.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動C.質(zhì)量大的物體,所受重力大,因而落地速度大D.自由落體加速度在地球赤道處最大【答案】B【解析】自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落的運(yùn)動。初速度為零,加速度為g,故自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,故A錯誤,B正確

3、。根據(jù)v2=2gh可得物體落地的速度v=2gh,只要從同一高度做自由落體運(yùn)動,落地時的速度就相同,與質(zhì)量無關(guān),故C錯誤。在相同的緯度,海拔越高重力加速度越小,在相同的海拔,緯度越高重力加速度越大,故D錯誤。在同一地點(diǎn),質(zhì)量不同的兩個物體從同一高度同時開始做自由落體運(yùn)動,則()A.質(zhì)量大的物體下落的加速度大 B.質(zhì)量大的物體先落地C.質(zhì)量小的物體先落地 D.兩個物體同時落地【答案】D【解析】根據(jù)自由落體運(yùn)動的公式h=12gt2,得t=2hg,知落地時間與質(zhì)量無關(guān),所以兩個物體同時落地。故D正確,A、B、C錯誤。關(guān)于重力加速度,下面說法正確的是()A.重力加速度表示自由下落物體運(yùn)動的快慢B.重力加

4、速度表示自由下落物體運(yùn)動的速度變化的大小C.重力加速度表示自由下落物體運(yùn)動的速度變化的快慢D.輕、重物體重力加速度不同【答案】C【解析】重力加速度表示自由下落物體速度變化的快慢,等于速度變化率的大小,故A、B錯誤,C正確。輕、重物體重力加速度相等,故D錯誤。關(guān)于自由落體運(yùn)動的加速度,正確的是()A.重的物體下落的加速度大B.這個加速度在地球上任何地方都一樣大C.同一地點(diǎn),輕、重物體下落的加速度一樣大D.這個加速度在地球赤道比在地球北極大【答案】C【解析】在地球上的同一地點(diǎn),重力加速度相同,與輕重?zé)o關(guān),故A錯誤。在地球上的同一地點(diǎn),重力加速度相同,隨緯度的升高,重力加速度增大,隨高度的升高,重力

5、加速度減小。故B、D錯誤,C正確。在不計(jì)空氣阻力的情況下,讓質(zhì)量不等的兩物體從同一高處自由下落,則下列說法錯誤的是()A.在落地前的任一時刻,兩物體具有相同的速度和位移B.在落地前的任一時刻,兩物體具有相同的加速度C.質(zhì)量大的物體下落得快,質(zhì)量小的物體下落得慢D.兩個物體下落的時間相同【答案】C【解析】由于兩物體從同一高處做自由落體運(yùn)動,故初速度為0,加速度a=g,兩物體的加速度相同,故B正確。兩物體在落地前t時刻的速度v=gt,在t時間內(nèi)下落的高度h=12gt2,故A正確。而物體下落的時間t=2hg,故兩物體同時落地,即下落的時間相同,與質(zhì)量的大小無關(guān),故C錯誤,D正確。據(jù)說,當(dāng)年牛頓躺在樹

6、下被一只從樹上掉下的蘋果砸中,從而激發(fā)靈感發(fā)現(xiàn)萬有引力定律。假設(shè)蘋果以大約6 m/s的速度砸中牛頓,那么蘋果下落前離地高度約為()A.1 m B.1.8 m C.3.6 m D.6 m【答案】B【解析】根據(jù)v2=2gh得 h=v22g=1.8 m當(dāng)年牛頓躺在樹下,蘋果下落前離地高度約為1.8 m。秋日,樹葉紛紛落下枝頭,其中有一片梧桐葉從高為5 m的枝頭自靜止落至地面,所用時間可能是()A.0.1 s B.0.5 s C.1 s D.3 s【答案】D【解析】從高為5 m的枝頭落下的樹葉的運(yùn)動不是自由落體運(yùn)動,時間大于自由落體運(yùn)動的時間,根據(jù)h=12gt2,得到自由落體運(yùn)動的時間:t=2hg=1

7、 s,故梧桐葉落地時間一定大于1 s。（多選）甲物體的重力比乙物體的重力大5倍,甲從H高處自由落下,乙從2H高處同時自由落下,下面幾種說法中正確的是(物體均未落地)()A.兩物體下落過程中,同一時刻甲的速度比乙的大B.下落1 s末,它們的速度相等C.各自由下落1 m,它們的速度相等D.下落的過程中甲的加速度比乙的大【答案】BC【解析】根據(jù)自由落體運(yùn)動的概念可知,D錯誤;同時下落,由v=gt可知,只要下落時間相同,它們的速度就會相同,故A錯誤,B正確;由v2=2gh可知,只要兩物體自由下落的高度相同,它們的速度就會相同,C正確。（多選）有一架直升機(jī)停在200 m高的空中靜止不動,有一乘客從窗口由

8、靜止每隔1秒釋放一個鋼球,則關(guān)于鋼球在空中的排列情況的說法正確的是()A.相鄰鋼球間距離相等B.越靠近地面,相鄰鋼球的距離越大C.在落地前,早釋放的鋼球的速度總是比晚釋放的鋼球的速度大D.早釋放的鋼球落地時的速度大【答案】BC【解析】題中每個鋼球的運(yùn)動情況是完全一樣的:同高度且都是自由落體運(yùn)動。唯一不同的是釋放時間不一樣,同一時刻的速度不一樣,但落地時的速度是一樣的。由于同一時刻先釋放的鋼球的速度大于后釋放的鋼球的速度,所以相鄰兩球間的距離是越來越大的,A、D錯,C正確;由公式x乙=12gt2、x甲=12g(t+1)2、x甲-x乙=gt+12g可知越靠近地面,兩球間距離越大,B正確。從某高度處

9、釋放一粒小石子,經(jīng)過1 s從同一地點(diǎn)再釋放另一粒小石子,不計(jì)空氣阻力,則在它們落地之前的任一時刻()A.兩粒石子間的距離將保持不變,速度之差保持不變B.兩粒石子間的距離將不斷增大,速度之差保持不變C.兩粒石子間的距離將不斷增大,速度之差也越來越大D.兩粒石子間的距離將不斷減小,速度之差也越來越小【答案】B【解析】當(dāng)?shù)谝涣Ｊ舆\(yùn)動的時間為t時,第二粒石子運(yùn)動的時間為(t-1)。h1=12gt2,v1=gt,h2=12g(t-1)2,v2=g(t-1),由得:h=gt-12g,由得:v=g,因此,h隨t增大,v不變,B選項(xiàng)正確。（多選）滴水法測重力加速度的過程是這樣的:讓水龍頭里的水一滴一滴地滴在

10、其正下方的盤子里,調(diào)整水龍頭,使得聽到前一滴水滴到盤子上的聲音時,后一滴水恰好離開水龍頭。從第1次聽到水擊盤聲時開始計(jì)時,測出n次聽到水擊盤聲的總時間為t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h,即可算出重力加速度。設(shè)人耳能區(qū)別兩個聲音的時間間隔為0.1 s,聲速為340 m/s,取g=10 m/s2,則()A.水龍頭距人耳的距離至少為34 mB.水龍頭距盤子的距離至少為0.05 mC.重力加速度的計(jì)算式為g=2hn2t2D.重力加速度的計(jì)算式為g=2h(n-1)2t2【答案】BD【解析】從自由落體運(yùn)動的位移公式出發(fā)進(jìn)行分析。只要相鄰兩滴水滴下的時間間隔超過0.1 s,人耳就能分辨出兩滴水的擊盤

11、聲,而與水龍頭距人耳的距離無關(guān)(只要人耳能夠聽到聲音)。在0.1 s內(nèi),水滴下落的距離h=12gtmin2=12100.12 m=0.05 m,即水龍頭距盤子的距離至少應(yīng)為0.05 m,故A錯誤,B正確;n次響聲對應(yīng)(n-1)個水滴下落后用的時間,所以一個水滴下落時間為t1=tn-1,由h=12gt12得,g=2ht12=2(n-1)2t2h,故C錯誤,D正確。如圖所示,小球從豎直磚墻某位置由靜止釋放,用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5所示小球運(yùn)動過程中每次曝光的位置。連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T,每塊磚的厚度為d。根據(jù)圖中的信息,下列判斷錯誤的是()A.位置“1”

12、是小球釋放的初始位置 B.小球做勻加速直線運(yùn)動C.小球下落的加速度為dT2 D.小球在位置“3”的速度為7d2T【答案】A【解析】由題圖可知相鄰的相等時間間隔的位移差相等,都為d,所以小球做勻加速直線運(yùn)動,B對;由x=aT2=d可知a=dT2,C對;位置“3”是小球從位置“2”到位置“4”的中間時刻,則v3=3d+4d2T=7d2T,D對;位置“1”到位置“2”的距離與位置“2”到位置“3”的距離之比為23,所以位置“1”不是小球釋放的初始位置,故選A。由題圖得g=9.4 m/s2。非選擇題 15. 在學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動后,甲同學(xué)給乙同學(xué)出了這樣一道題:一個物體從塔頂落下(不考慮空氣阻力),物

13、體到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個位移的925,求塔高H(取g=10 m/s2)。乙同學(xué)的解法:根據(jù)h=12gt2得物體在最后1 s內(nèi)的位移h1=12gt2=5 m,再根據(jù)h1H得H=13.9 m,乙同學(xué)的解法是否正確?如果正確,說明理由;如果不正確,請給出正確解析過程和答案?！敬鸢浮?25 m【解析】乙同學(xué)的解法不正確。根據(jù)題意畫出運(yùn)動過程示意圖如圖所示,設(shè)物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時間為t,通過位移為H,物體在(t-1)秒內(nèi)的位移為h。據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律,有H=12gt2,h=12g(t-1)2。 由題意得hH=(t-1)2t2=1625聯(lián)立以上各式解得H=125 m。16. 同學(xué)們利用

14、如圖所示方法估測反應(yīng)時間。首先,甲同學(xué)捏住直尺上端,使直尺保持豎直狀態(tài),直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間。當(dāng)乙看見甲放開直尺時,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度讀數(shù)為x,則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為(重力加速度為g)。 基于上述原理,某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時間的工具,若測量范圍為00.4 s,則所用直尺的長度至少為cm(g取10 m/s2);若以相等時間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時間的刻度線,則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是的(選填“相等”或“不相等”)?！敬鸢浮?xg80不相等【解析】在人的反應(yīng)時間內(nèi)直尺做自由落體運(yùn)動,有x=12gt2,解得t=2xg;反應(yīng)時間最長為t=0.4 s,需

15、要直尺的長度為x=12gt2=0.8 m=80 cm;由于直尺速度越來越大,直尺在相等時間內(nèi)通過的位移不相等。 利用水滴下落可以測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴一滴地流出,在水龍頭的正下方放一盤子,調(diào)節(jié)盤子的高度,使第一滴水滴碰到盤子時恰好第四滴水滴從水龍頭開始下落,測出水龍頭到盤子間距離為h,再用秒表測出時間,從聽到第一次水滴落在盤中的聲音開始計(jì)時,到聽到第n個水滴落在盤中的聲音結(jié)束計(jì)時,共用時間為t,則重力加速度g=?！敬鸢浮?h(n-1)29t2【解析】從第一滴水落在盤中開始,到第n滴水落至盤中,共用時間為t,知道兩滴水間的時間間隔為t=tn-1,所以水從水龍頭到盤子的時間為

16、t=3tn-1,根據(jù)h=12gt2,g=2ht2=2h(n-1)29t2 某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究重力加速度的大小。(1)該同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)時的情形如圖甲所示,接通電源后釋放紙帶。請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng)?shù)牡胤?_；_ 。(2)該同學(xué)修改錯誤并正確操作后得到如圖乙所示的紙帶,取連續(xù)六個點(diǎn)A、B、C、D、E、F為計(jì)數(shù)點(diǎn),測得A點(diǎn)到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5。若打點(diǎn)的頻率為f,則打E點(diǎn)時重物的速度表達(dá)式為vE=。(3)該同學(xué)分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度值,并畫出了速度的二次方(v2)與對應(yīng)重物下落的距離(h)的關(guān)系圖象,如圖所示,則重力加速度的大小g=m/s2。【答案】(1)打點(diǎn)計(jì)時器接在了直流電源上重物距離打點(diǎn)計(jì)時器太遠(yuǎn)(2)(h5-h3)f2(3)9.4【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)接在交流電源上,為了在紙帶上打盡可能多的點(diǎn),重物應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時器釋放。(2)E點(diǎn)的速度為DF段的平均速度,則vE=h5-h32T=(h5-h3)f2。(3)由運(yùn)動學(xué)公式v2=v02+2gh,可知v2-h圖線的斜率為重力