自由落體運(yùn)動-【新教材】人教版高中物理必修同步練習(xí)

自由落體運(yùn)動（同步練習(xí)）1．（2020春?陽江期末）據(jù)說，當(dāng)年牛頓躺在樹下被一個(gè)從樹上掉下的蘋果砸中，從而激發(fā)靈感發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。若蘋果以的速度砸中牛頓頭部，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度大小，則該蘋果下落前距牛頓頭部的高度為A． B． C． D．2．（2020秋?遼陽月考）在研究力和運(yùn)動的關(guān)系時(shí)，伽利略提出了著名的理想實(shí)驗(yàn)，示意圖如圖所示。伽利略提出該理想實(shí)驗(yàn)是為了說明A．物體運(yùn)動不需要力來維持 B．力可以改變物體的運(yùn)動 C．物體運(yùn)動時(shí)就會產(chǎn)生慣性 D．力是維持物體運(yùn)動的原因3．（2020春?渝中區(qū)校級期末）如圖所示，小球甲從空中的點(diǎn)靜止釋放，下落了時(shí)，小球乙從點(diǎn)下方處的點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)歷一段時(shí)間后，兩個(gè)小球同時(shí)落地（不計(jì)空氣阻力），則點(diǎn)離地高度為A． B． C． D．4．（2020春?溫州期末）一個(gè)蘋果從樹上無初速度地自由下落，將蘋果看成質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，取向下為正方向。設(shè)蘋果下落過程中的速度為、加速度為、位移為、下落時(shí)間為，則下列描述各物理量與時(shí)間變化圖象中正確的是A． B． C． D．5．（2020春?沙坪壩區(qū)校級期末）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(shí)間間隔均為，每塊磚的厚度為。根據(jù)圖中的信息，判斷小球釋放的初始位置與1位置相距A． B． C． D．6．（2020?大興區(qū)一模）如圖所示為伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的頻閃照片。小球沿左側(cè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動，將“沖”上右側(cè)的斜面。減小右側(cè)斜面的傾角，如圖中1、2所示，球達(dá)到同一高度時(shí)就會運(yùn)動的更遠(yuǎn)。右側(cè)斜面放平，球的運(yùn)動如圖中3所示。若小球釋放高度固定，在斜面上可視為勻變速直線運(yùn)動，下列分析中正確的是A．小球在右側(cè)斜面1和2向上運(yùn)動時(shí)所受合外力方向相同 B．小球在斜面1上運(yùn)動的加速度小于在斜面2上運(yùn)動的加速度 C．在斜面1合外力對小球做的功等于在斜面2上合外力對小球做的功 D．因?yàn)樵谒矫嫔闲∏蚴艿较蚯暗臎_力，所以小球在水平面3上運(yùn)動的更遠(yuǎn)7．（2020春?錦州期末）一小球自高處自由下落，當(dāng)它與水平地面每碰撞一次后，速度大小減小為碰撞前的，不計(jì)空氣阻力，取，則下列說法正確的是A．第一次下落的時(shí)間與第二次下落的時(shí)間之比為 B．第二次彈起的高度為第一次彈起時(shí)高度的 C．小球運(yùn)動的總時(shí)間約為 D．小球運(yùn)動的總位移為8．（2019秋?連云港期末）伽利略為了研究自由落體運(yùn)動的規(guī)律，將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為“斜面實(shí)驗(yàn)”，對于這個(gè)研究過程下列說法正確的是A．“斜面實(shí)驗(yàn)”沖淡了重力作用，便于測量時(shí)間 B．“斜面實(shí)驗(yàn)”“放大”了重力作用，便于測量位移 C．“斜面實(shí)驗(yàn)”可以直接得到自由落體運(yùn)動規(guī)律 D．伽利略對自由落體運(yùn)動的研究，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的完美結(jié)合9．（2020春?金安區(qū)校級月考）如圖所示，在足夠高的空間內(nèi)，小球位于空心管的正上方處，空心管長為，小球的球心與管的軸線重合，并在豎直線上，小球直徑小于管的內(nèi)徑，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是A．兩者均無初速度同時(shí)釋放，小球在空中能過空心管 B．小球自由下落、管固定不動，小球穿過管的時(shí)間 C．小球自由下落、管固定不動，小球穿過管的時(shí)間 D．兩者均無初速度釋放，但小球提前△時(shí)間釋放，則小球穿過管的時(shí)間10．（2019秋?劍川縣校級期末）已知月球表面附近的重力加速度是地球表面的重力加速度的，先后分別在月球和地球表面上高處釋放一個(gè)小球，空氣阻力不計(jì)時(shí)，下列說法正確的是A．在月球和地球上小球的下落快慢是一樣 B．在月球和地球上小球的速度比為 C．小球在月球和地球上的落地時(shí)的速度之比為 D．小球在月球和地球上的落地時(shí)間之比為三．填空題（共4小題）11．（2020春?浦東新區(qū)校級期中）從某一高度相隔先后釋放兩個(gè)相同的小球，不計(jì)空氣阻力，它們在空中任一時(shí)刻的間距（選填“越來越大”、“越來越小”、“保持不變”，速度之差（選填“越來越大”、“越來越小”、“保持不變”。12．（2019?吉林學(xué)業(yè)考試）小萌同學(xué)在塔樓頂部由靜止釋放一鉛球，已知該塔樓高度為，重力加速度取．若忽略空氣阻力，鉛球在空中運(yùn)動時(shí)間為；落地時(shí)速度為。13．（2019秋?荔灣區(qū)校級月考）一物體作自由落體運(yùn)動，經(jīng)過3秒物體落地，則它在最后內(nèi)下落的高度是；物體在下落的第內(nèi)、第內(nèi)、第內(nèi)的平均速度之比是。?。?4．（2019春?南昌期末）利用水滴下落可以測出重力加速度，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個(gè)盤子，調(diào)整盤子的高度，使一水滴剛碰到盤子時(shí)，恰好有另一水滴從水龍頭開始下落，而空中還有3個(gè)正在下落的水滴。測出水龍頭到盤子間的距離為。再用秒表測時(shí)間，從第一滴水滴離開水龍頭開始計(jì)時(shí)，到第滴水滴落到盤中，共用時(shí)間為。（1）當(dāng)?shù)谝坏嗡温涞奖P中時(shí)，第二滴水滴離開水龍頭的距離為；（2）測得的重力加速度為。15．（2020春?祁門縣校級期中）某自來水管的管口定時(shí)滴下水滴，現(xiàn)在管口的正下方放置以金屬盤，水滴滴到盤上發(fā)出響聲，逐漸向上平移金屬盤直到看見水滴從管口剛好滴出時(shí)，恰好聽到水滴滴到盤底的響聲，記錄盤底的高度，再繼續(xù)上移盤，第二次，第三次看見水從管口滴出同時(shí)聽到水滴落到盤底的響聲，分別測出盤底離地面的高度和，實(shí)驗(yàn)測得，，，．求：（1）相鄰水滴滴出的時(shí)間間隔；（2）自來水管的管口離地面的高度。16．（2020春?濂溪區(qū)校級月考）如圖所示，豎直懸掛一根長的直桿，在桿的正下方距離桿下端觀察點(diǎn)處有一內(nèi)徑大于桿的直徑的圓環(huán)。求：（1）當(dāng)桿做自由落體運(yùn)動，直桿全部通過處環(huán)所需的時(shí)間。（2）當(dāng)直桿開始自由下落的瞬間，將環(huán)以豎直向上拋出，求直桿全部通過環(huán)所需的時(shí)間。取，桿和環(huán)距離地面足夠高，桿的一端進(jìn)入到另一端離開為通過）17．（2019秋?常德期末）如圖所示，某同學(xué)測出一棵蘋果樹樹干部分的高度約為，一個(gè)蘋果從樹冠頂端的樹梢上由于受到擾動而自由下落，該同學(xué)測出蘋果經(jīng)過樹干所用的時(shí)間為，重力加速度取，則：（1）蘋果樹樹冠部分的高度約為多少？（2）蘋果落地時(shí)的速度為多大？18．（2019秋?上月考）一根輕質(zhì)細(xì)線將2個(gè)薄鐵墊圈、（大小可忽略）連接起來，、間細(xì)線長為，距地面一定高度，放手后、自由下落，若、落地時(shí)間相差，，求：（1）距地面的高度；（2）落地時(shí)的速度。19．（2019春?藍(lán)田縣期中）如圖所示，懸掛著的一根長為的直桿，在直桿正下方處有一個(gè)無底圓筒，若將懸線剪斷，直桿通過圓筒所用的時(shí)間為，，求：（1）無底圓筒的長度；（2）直桿下端穿過圓筒所用的時(shí)間是多少？（計(jì)算結(jié)果保留根號）

答案1、【分析】蘋果做自由落體運(yùn)動，根據(jù)求該蘋果下落前距牛頓頭部的高度。【解答】解：根據(jù)得：因當(dāng)年牛頓躺在樹下，那么蘋果下落前距牛頓頭部的高度為，故正確，錯誤。故選：。2、【分析】本題考查了伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的物理意義，明確伽利略通過“理想斜面實(shí)驗(yàn)”推翻了力是維持運(yùn)動的原因的錯誤觀點(diǎn)?！窘獯稹拷猓簛喞锸慷嗟抡J(rèn)為，力是維持物體運(yùn)動的原因；伽利略等人認(rèn)為，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因?，F(xiàn)在人們普遍認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因的觀點(diǎn)是正確的；而伽利略設(shè)計(jì)這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，其目的是為了說明亞里士多德的力是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因的結(jié)論是錯誤的，物體運(yùn)動不需要力來維持，故錯誤，正確。故選：。3、【分析】小球甲乙分別做自由落體運(yùn)動，求得甲乙下落的時(shí)間，根據(jù)同時(shí)落體即可求得小球甲的高度。【解答】解：設(shè)小球甲距地面的高度為，下落的時(shí)間為，則，解得小球甲下落所需時(shí)間為，則，解得小球乙下落的時(shí)間為，則，解得聯(lián)立解得：，故錯誤，正確；故選：。4、【分析】物體做自由落體運(yùn)動的條件：①只在重力作用下；②從靜止開始。只在重力作用下保證了物體的加速度為；從靜止開始保證了物體初速度等于零。所以自由落體運(yùn)動是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動。【解答】解：、自由落體運(yùn)動的速度，速度與時(shí)間成正比，故正確，錯誤；、自由落體運(yùn)動的加速度為重力加速度，是不變的，故錯誤；、位移為，與的圖象為過原點(diǎn)的拋物線，故錯誤。故選：。5、【分析】已知小球在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移，運(yùn)用位移差公式和平均速度公式可求出加速度及某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，再根據(jù)速度與位移關(guān)系求位移，進(jìn)而求解?！窘獯稹拷猓盒∏蛴?到3和1到2的位移差，得；小球到2點(diǎn)的瞬時(shí)速度；設(shè)小球下落點(diǎn)到2點(diǎn)距離，由得，；小球釋放的初始位置與1位置，故正確；故選：。6、【分析】根據(jù)小球在斜面上的運(yùn)動情況分析合外力方向關(guān)系；根據(jù)牛頓第二定律分析在斜面1和斜面2上加速度的大??；根據(jù)動能定理確定合外力對小球做的功大小；結(jié)合慣性概念分析小球在水平面3上運(yùn)動的原因?！窘獯稹拷猓骸⑿∏蛟谟覀?cè)斜面1和2向上都做勻減速運(yùn)動，合外力方向均沿斜面向下，知合外力方向不同，故錯誤；、設(shè)任一斜面的傾角為，根據(jù)牛頓第二定律得，得，所以，小球在斜面1上運(yùn)動的加速度大于在斜面2上運(yùn)動的加速度，故錯誤；、根據(jù)動能定理知，合外力對小球做的功等于小球動能的變化量，而小球動能的變化量相等，所以在斜面1合外力對小球做的功等于在斜面2上合外力對小球做的功，故正確；、在水平面上小球不受向前的沖力，由于慣性，所以小球在水平面3上運(yùn)動的更遠(yuǎn)，故錯誤。故選：。7、【分析】設(shè)小球第一次落地時(shí)速度為，進(jìn)而可表示出，，，，根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系求解時(shí)間之比；根據(jù)速度位移關(guān)系求解位移之比；歸納出小球從開始下落到第次與地面相碰經(jīng)過時(shí)間，根據(jù)等比數(shù)列前項(xiàng)和公式求解時(shí)間；根據(jù)位移的概念求解位移。【解答】解：、設(shè)小球第一次落地時(shí)速度為，則有那么第二次、第三次、第次落地速度分別為，，，根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系可得：則小球第一次下落的時(shí)間與第二次下落的時(shí)間之比為：，故正確；、小球開始下落到第一次與地相碰經(jīng)過的路程為小球第一次與地相碰后彈起的高度是：小球第二次與地相碰后彈起的高度是，則所以第二次彈起的高度與第一次彈起時(shí)高度之比為：，所以第二次彈起的高度為第一次彈起時(shí)高度的，故錯誤；、小球第1下落時(shí)間為：小球從第1次與地面相撞到第2次與地面相撞經(jīng)過的時(shí)間為：小球從第2次與地面相撞到第3次與地面相撞經(jīng)過的時(shí)間為：小球從第次與地面相撞到第次與地面相撞經(jīng)過的時(shí)間為：所以小球運(yùn)動的總時(shí)間為：代入數(shù)據(jù)解得：，故正確；、小球最終靜止在地面上，所以整個(gè)過程中小球運(yùn)動的總位移為，方向向下，故正確。故選：。8、【分析】本題考查了有伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”的知識，根據(jù)其歷史背景我們知道，之所以采用“斜面實(shí)驗(yàn)”，注意礙于當(dāng)時(shí)對時(shí)間的測量技術(shù)、手段落后?！窘獯稹拷猓?、伽利略時(shí)代，沒有先進(jìn)的測量手段和工具，為了“減小”重力作用，采用斜面實(shí)驗(yàn)，其實(shí)就是為了使物體下落時(shí)間長些，便于時(shí)間的測量，減小實(shí)驗(yàn)誤差，故正確，錯誤；、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，伽利略將實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行合理的外推，得到落體的運(yùn)動規(guī)律，但不能進(jìn)行直接的計(jì)算，故錯誤；、伽利略根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，伽利略將實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行合理的外推，得到落體的運(yùn)動規(guī)律，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的完美結(jié)合，故正確；故選：。9、【分析】根據(jù)位移關(guān)系可知，要使小球穿過空心管，則小球的位移應(yīng)比空心管的位移多，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的位移時(shí)間公式列式求解小球穿過空心管所用的時(shí)間。若兩者無初速度同時(shí)釋放，則兩者都做自由落體運(yùn)動，小球在空中不能穿過空心管。【解答】解：、若兩者無初速度同時(shí)釋放，則兩者都做自由落體運(yùn)動，在相同時(shí)間內(nèi)下降的高度相同，可知小球在空中不能穿過空心管，故錯誤；、若小球自由下落、管固定不動，小球穿過管的時(shí)間是小球到達(dá)管的下端與到達(dá)管的上端的時(shí)間差，根據(jù)自由落體運(yùn)動公式可知：，故錯誤，正確；、兩者均無初速度釋放，但小球提前△時(shí)間釋放，以管為參考系，小球相對管勻速運(yùn)動，則有：△，，可知小球穿過管的時(shí)間：，故正確。故選：。10、【分析】根據(jù)加速度大小比較下落快慢，由加速度和自由落體規(guī)律求得小球的速度比和落地時(shí)間比。【解答】解：、由為在地球上重力加速度大，故在地球自由下落時(shí)和月球上下落時(shí)快慢程度不一樣，故錯誤；、根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律可知，落地速度可知，落地速度在高度相同的情況下與重力加速度的平方根據(jù)成正比，故錯誤，正確；、根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律可知，下落所用時(shí)間，下落時(shí)間在下落高度相同的情況下與重力加速度的平方根成反比，故正確。故選：。11、【分析】兩球均做自由落體運(yùn)動，由速度時(shí)間公式求出速度之差與時(shí)間的關(guān)系式。【解答】解：兩球做自由落體運(yùn)動，加速度都為重力加速度；以釋放第二球開始計(jì)時(shí)，第一球的速度，經(jīng)過時(shí)間后，第一球的速度，第二球的速度，則兩球的速度差為：△。兩球的速度之差保持不變。此后先釋放的小球的位移為：后釋放的小球的位移為：：它們之間的距離差為：△可知它們的間距越來越大故答案為：越來越大；保持不變12、【分析】鉛球做自由落體運(yùn)動，由位移公式和速度公式可求解?！窘獯稹拷猓恒U球做自由落體運(yùn)動，由位移公式得：鉛球在空中運(yùn)動時(shí)間：由速度公式得：故答案為：3，3013、【分析】自由落體運(yùn)動是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，在開始通過連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比為，連續(xù)相等位移的時(shí)間比為，根據(jù)求解平均速度。由此分析即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)，內(nèi)的位移為：內(nèi)的位移為：所以第內(nèi)的位移為：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的導(dǎo)出公式可知第內(nèi)、第內(nèi)、第內(nèi)的時(shí)間之比為：根據(jù)平均速度公式可得：故答案為：25，14、【分析】（1）當(dāng)一滴水碰到盤子時(shí)，恰好有另一滴水從水龍頭開始下落，而空中還有3個(gè)正在下落的水滴，知水滴將分成時(shí)間相等的4份，根據(jù)初速度為0的勻加速運(yùn)動，在相等時(shí)間內(nèi)的位移比為，求出第二滴水離盤子的高度。（2）從第一滴水離開水龍頭開始，到第滴水落至盤中，共用時(shí)間為，知道兩滴水間的時(shí)間間隔，根據(jù)求出重力加速度?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，水滴將分成時(shí)間相等的4份，4份相等時(shí)間內(nèi)位移比為，總高度為，所以第二滴水滴離水龍頭的高度為：，故第二個(gè)水滴離開水龍頭的距離為。（2）從第一滴水離開水龍頭開始，到第滴水落至盤中（即滴水離開水龍頭），共用時(shí)間為，知道兩滴水間的時(shí)間間隔為：，根據(jù)得：解得：故答案為：，。15、【分析】（1）水滴做的是自由落體運(yùn)動，根據(jù)△，可以計(jì)算時(shí)間將的大?。唬?）利用平均速度的關(guān)系可以求得第二次時(shí)瞬時(shí)速度的大小，再計(jì)算下降的高度?！窘獯稹拷猓海?）設(shè)相鄰水滴的時(shí)間間隔為，由題：，，由勻變速直線運(yùn)動的導(dǎo)出公式：，解得：（2）利用公式求得：，故水管口離第二次小水滴位置的高度：，因此自來水水管離地面的高度：答：（1）相鄰水滴出的時(shí)間間隔為；（2）自來水水管口離地面的高度為。16、【分析】（1）桿全部通過點(diǎn)的距離為，根據(jù)位移公式可求速度；桿全部通過點(diǎn)需時(shí)間為桿的上端到達(dá)點(diǎn)的時(shí)間減去桿的下端到達(dá)點(diǎn)的時(shí)間，根據(jù)自由落體位移時(shí)間公式即可求解；（2）二者都運(yùn)動時(shí)，分別求出桿與環(huán)相遇的時(shí)間與分離的時(shí)間，然后求出差即可?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)自由落體位移公式：①得到下落時(shí)間公式：②桿下端到達(dá)點(diǎn)所經(jīng)過的位移：，代入②式解得③桿上端到達(dá)點(diǎn)所經(jīng)過的位移：，代入②式解得④桿通過點(diǎn)所需的時(shí)間為：△⑤（2）將環(huán)以豎直向上拋出，桿與環(huán)相遇的時(shí)間為，則：⑥桿與環(huán)分離的時(shí)間為，則：⑦直桿全