【同步】高中物理粵教2019版必修一課時(shí)分層作業(yè)：2.4 自由落體運(yùn)動(dòng)習(xí)題

課時(shí)分層作業(yè)(七)自由落體運(yùn)動(dòng)題組一影響物體下落快慢的因素1．如圖所示為一個(gè)長約1.5m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里，把玻璃筒倒過來，觀察它們下落的情況，然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過來，再次觀察金屬片和小羽毛下落的情況，下列說法正確的是()A．玻璃筒充滿空氣時(shí)，金屬片和小羽毛下落得一樣快B．玻璃筒充滿空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)C．玻璃筒里的空氣被抽出后，金屬片和小羽毛下落得一樣快D．玻璃筒里的空氣被抽出后，金屬片比小羽毛下落得快C[玻璃筒內(nèi)有空氣時(shí)，金屬片和小羽毛由于受到空氣阻力，下落快慢不同，故A、B錯(cuò)誤；玻璃筒內(nèi)沒有空氣時(shí)，金屬片和小羽毛不受空氣阻力，都做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以下落得一樣快，故C正確，D錯(cuò)誤．]2．(多選)小明發(fā)現(xiàn)從核桃樹上同一高度一顆核桃和一片樹葉同時(shí)從靜止落下，下列說法正確的是()A．核桃和樹葉的運(yùn)動(dòng)都是自由落體運(yùn)動(dòng)B．核桃先落地是由于核桃受到的重力較大C．核桃的運(yùn)動(dòng)可近似看成自由落體運(yùn)動(dòng)，而樹葉的運(yùn)動(dòng)則不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)D．假如地球上沒有空氣，核桃和樹葉會(huì)同時(shí)落地CD[從樹上落下的核桃所受阻力相對(duì)重力來說很小，可看成做自由落體運(yùn)動(dòng)，而從樹上落下的樹葉所受阻力相對(duì)重力來說較大，不能看成做自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；假如地球上沒有空氣，則核桃和樹葉不受空氣阻力，都做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢相同，同時(shí)落地，選項(xiàng)D正確．]3．月球上沒有空氣，若宇航員在月球上將羽毛和石塊從同一高度處同時(shí)由靜止釋放，則()A．羽毛先落地B．石塊先落地C．它們同時(shí)落地D．它們不可能同時(shí)落地C[羽毛和石塊在月球上下落時(shí)不受空氣阻力影響，下落時(shí)的加速度相同，所以它們同時(shí)落地，C正確．]題組二自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律4．關(guān)于重力加速度的說法中，正確的是()A．在比薩斜塔同時(shí)由靜止釋放一大一小兩個(gè)金屬球，二者同時(shí)著地，說明二者運(yùn)動(dòng)的加速度相同，這個(gè)加速度就是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菳．地球上各處的重力加速度g值都相同C．濟(jì)南的重力加速度為9.8m/s2，說明在濟(jì)南做下落運(yùn)動(dòng)的物體，每經(jīng)過1s速度增加9.8m/sD．黑龍江和廣州的重力加速度都豎直向下，兩者的方向相同[答案]A5．如圖是木星的一個(gè)衛(wèi)星——木衛(wèi)1上面的珞璣火山噴發(fā)的情景．經(jīng)觀測(cè)火山噴發(fā)出巖塊上升高度可達(dá)250km，每一塊石頭的留空時(shí)間為1000s．已知在距離木衛(wèi)1表面幾百千米的范圍內(nèi)，木衛(wèi)1的重力加速度g木衛(wèi)可視為常數(shù)，而且在木衛(wèi)1上沒有大氣，則據(jù)此可求出g木衛(wèi)與地球表面重力加速度g(g取10m/s2)的關(guān)系是()A．g木衛(wèi)＝g B．g木衛(wèi)＝eq\f(1,2)gC．g木衛(wèi)＝eq\f(1,5)g D．g木衛(wèi)＝eq\f(1,20)gC[一塊石頭的留空時(shí)間為1000s，石頭上升或下落時(shí)間為500s，根據(jù)h＝eq\f(1,2)g木衛(wèi)t2，解得g木衛(wèi)＝2m/s2，C正確．]6．一個(gè)物體從某一高度做自由落體運(yùn)動(dòng)，已知它最后1s內(nèi)的位移為15m(g取10m/s2)，則它開始下落時(shí)距地面的高度為()A．31.25m B．11.25mC．20m D．25mC[設(shè)物體下落總用時(shí)為t，則最后一秒內(nèi)的位移Δh＝eq\f(1,2)gt2－eq\f(1,2)g(t－1)2，代入數(shù)據(jù)求得t＝2s，故物體下落時(shí)距地面的高度h＝eq\f(1,2)gt2＝20m，C正確．]7．在繩的上、下兩端各拴一個(gè)小球，一人用手拿住繩的上端的小球站在三樓的陽臺(tái)上，放手后小球自由下落，兩小球落地時(shí)間差為Δt；如果此人站在該樓的四樓陽臺(tái)上，放手讓其自由下落，兩小球落地時(shí)間差將(不計(jì)空氣阻力)()A．不變 B．增大C．減小 D．無法判斷變化情況C[兩小球落地時(shí)間差為后落地小球運(yùn)動(dòng)繩長距離所用時(shí)間，而先著地小球的末速度即為后落地小球在繩長距離運(yùn)動(dòng)的初速度，若高度增加，初速度增大，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間減少，C正確．]題組三重力加速度的測(cè)定8．某物理實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置通過自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.80m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz．按實(shí)驗(yàn)要求安裝好裝置，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)穩(wěn)定后，把小球由靜止釋放．在紙帶上打下一系列的點(diǎn)跡．通過多次實(shí)驗(yàn)，得到多條打下點(diǎn)跡的紙帶．(1)紙帶的選擇：應(yīng)選擇最初兩點(diǎn)之間的距離約為________mm(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)．(2)為達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)效果，小球應(yīng)該選擇________．A．小木球 B．小塑料球C．小鋁球 D．小鐵球(3)在選擇好的紙帶上，測(cè)量出各點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)的距離x和對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．在坐標(biāo)紙上，以x為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)，描繪出的圖像為一條過原點(diǎn)的直線，測(cè)得斜率為k，可測(cè)得重力加速度g0＝________．(4)若測(cè)得的加速度g0略小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，其原因可能是___________________________________________________________________________．[解析](1)根據(jù)自由落體位移與時(shí)間關(guān)系式可知，在t＝0.02s內(nèi)的位移約為2mm；則紙帶應(yīng)選擇最初兩點(diǎn)之間的距離約為2mm的紙帶，這樣的紙帶打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為零．(2)為保證小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，需要小球的重力遠(yuǎn)大于所受阻力，所以選擇密度大的小鐵球D．(3)根據(jù)h＝eq\f(1,2)g0t2可知選擇x為縱坐標(biāo)、t2為橫坐標(biāo)，圖像為直線．斜率k＝eq\f(1,2)g0可得g0＝2k．(4)所測(cè)加速度略小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋赡苁切∏蚴芸諝庾枇蚣垘芟尬豢?、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針的阻力作用．[答案](1)2(2)D(3)t22k(4)小球受空氣阻力或紙帶受限位孔、振針的阻力作用(合理即可)9．用滴水法可以測(cè)定重力加速度的值，方法：在自來水龍頭下面固定一塊擋板A，使水一滴一滴連續(xù)地滴落到擋板上，如圖所示，仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭，使得耳朵剛好聽到前一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí)，下一滴水剛好開始下落．首先量出水龍頭口離擋板的高度h，再用秒表計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)方法：當(dāng)聽到某一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí)，開啟秒表開始計(jì)時(shí)，并數(shù)“1”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)“2,3…”，一直數(shù)到“n”時(shí)，按下秒表按鈕停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的示數(shù)為t．(1)寫出用上述所測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算重力加速度g的表達(dá)式：____________________________________________________________________________．(2)為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中(表中t′是水滴從水龍頭口到A板所用的時(shí)間，即水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)，請(qǐng)?jiān)趫D中所示的坐標(biāo)紙上作出適當(dāng)?shù)膱D像，并利用圖像求出重力加速度g的值：g＝________(保留兩位有效數(shù)字)．次數(shù)高度h/cm空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′/s120.100.20225.200.23332.430.26438.450.28544.000.30650.120.32[解析](1)滴水的周期就是水滴下落的時(shí)間，所以t′＝eq\f(t,n－1)，由h＝eq\f(1,2)gt′2得g＝eq\f(2n－12h,t2)．(2)描點(diǎn)如圖所示，求出斜率k＝eq\f(h,t′2)＝eq\f(1,2)g可求得g，解得g＝9.6m/s2．[答案](1)g＝eq\f(2n－12h,t2)(2)見解析圖9.6m/s210．(多選)如圖所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，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(dòng)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T，每塊磚的厚度為d．根據(jù)圖中的信息，下列判斷正確的是()A．位置“1”是小球釋放的初始位置B．小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．小球下落的加速度為eq\f(d,T2)D．小球在位置“3”的速度為eq\f(7d,2T)BCD[由題圖可以知道每兩個(gè)相鄰的點(diǎn)之間的距離差是一樣的，由Δs＝at2可知，a＝eq\f(Δs,T2)＝eq\f(d,T2)，B、C正確；點(diǎn)3的瞬時(shí)速度的大小為2、4之間的平均速度的大小，所以v3＝eq\f(x24,2T)＝eq\f(7d,2T)，D正確；由于v3＝v1＋a·2T，故v1＝v3－2aT＝eq\f(7d,2T)－2×eq\f(d,T2)×T＝eq\f(3d,2T)，A錯(cuò)誤．]11．一條懸鏈長5.6m，從懸點(diǎn)處斷開，使其自由下落，不計(jì)空氣阻力．則整條懸鏈通過懸點(diǎn)正下方12.8m處的一點(diǎn)所需的時(shí)間是(g取10m/s2)()A．0.3s B．0.4sC．0.7s D．1.2s[答案]B12．有一條豎直懸掛起來的長為4.2m的細(xì)桿AB，在桿的正下方距B端0.8m處有一個(gè)水平放置的圓環(huán)C，若讓桿自由下落(g取10m/s2)．求：(1)從桿下落開始，上端A及下端B到達(dá)圓環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間；(2)AB桿通過圓環(huán)的過程中所用時(shí)間．[解析](1)桿做自由落體運(yùn)動(dòng)，桿的B端到達(dá)圓環(huán)的時(shí)間為tB，則hB＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,B)，將hB＝0.8m代入求得tB＝0.4s桿的A端到達(dá)圓環(huán)的時(shí)間為tA，則hA＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,A)將hA＝5.0m代入求得tA＝1.0s．(2)桿通過圓環(huán)的過程中所用的時(shí)間t＝tA－tB＝0.6s．[答案](1)1.0s0.4s(2)0.6s13．如圖所示，一滴雨滴從離地面20m高的樓房屋檐自由下落，下落途中用Δt＝0.2s的時(shí)間通過一個(gè)窗口，窗口的高度為2m，g取10m/s2，問：(1)雨滴落地的速度大?。?2)雨滴落地前最后1s內(nèi)的位移大??；(3)屋檐離窗的上邊框有多高？[解析](1)由題意可知，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式h＝eq\f(1,2)gt2得t＝2s則雨滴落地的速度v＝gt＝20m/s．(2)雨滴在第1s內(nèi)的