2021～2022學(xué)年新教材高中物理課后落實7自由落體運動【含答案】

自由落體運動(建議用時：40分鐘)題組一影響物體下落快慢的因素1．如圖所示為一個長約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，金屬片和小羽毛下落得一樣快B．玻璃筒充滿空氣時，金屬片和小羽毛均做自由落體運動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，金屬片和小羽毛由于受到空氣阻力，下落快慢不同，故A、B錯誤；玻璃筒內(nèi)沒有空氣時，金屬片和小羽毛不受空氣阻力，都做自由落體運動，所以下落得一樣快，故C正確，D錯誤．]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從靜止落下，下列說法正確的是()A．核桃和樹葉的運動都是自由落體運動B．核桃先落地是由于核桃受到的重力較大C．核桃的運動可近似看成自由落體運動，而樹葉的運動則不能看成自由落體運動D．假如地球上沒有空氣，核桃和樹葉會同時落地CD[從樹上落下的核桃所受阻力相對重力來說很小，可看成做自由落體運動，而從樹上落下的樹葉所受阻力相對重力來說較大，不能看成做自由落體運動，選項A、B錯誤，C正確；假如地球上沒有空氣，則核桃和樹葉不受空氣阻力，都做自由落體運動，下落快慢相同，同時落地，選項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由靜止釋放，則()A．羽毛先落地 B．石塊先落地C．它們同時落地 D．它們不可能同時落地C[羽毛和石塊在月球上下落時不受空氣阻力影響，下落時的加速度相同，所以它們同時落地，C正確．]題組二自由落體運動的規(guī)律4．關(guān)于重力加速度的說法中，正確的是()A．在比薩斜塔同時由靜止釋放一大一小兩個金屬球，二者同時著地，說明二者運動的加速度相同，這個加速度就是當(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．濟南的重力加速度為9.8m/s2，說明在濟南做下落運動的物體，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A[在比薩斜塔釋放的金屬球，受到的空氣阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于球的重力，可以認(rèn)為金屬球做自由落體運動，故球運動的加速度為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，因下落的高度和運動時間相同，所以二者的加速度相同，選項A正確；地球上各處的重力加速度的大小一般不同，方向也不同，故B、D錯誤；在濟南下落的物體不一定做自由落體運動，其加速度也不一定等于重力加速度，故C錯誤．]5．(新情境題)如圖是木星的一個衛(wèi)星——木衛(wèi)1上面的珞璣火山噴發(fā)的情景．經(jīng)觀測火山噴發(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[一塊石頭的留空時間為1000s，石頭上升或下落時間為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．]6．一個物體從某一高度做自由落體運動，已知它最后1s內(nèi)的位移為15m(g取10m/s2)，則它開始下落時距地面的高度為()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、下兩端各拴一個小球，一人用手拿住繩的上端的小球站在三樓的陽臺上，放手后小球自由下落，兩小球落地時間差為Δt；如果此人站在該樓的四樓陽臺上，放手讓其自由下落，兩小球落地時間差將(不計空氣阻力)()A．不變 B．增大C．減小 D．無法判斷變化情況C[兩小球落地時間差為后落地小球運動繩長距離所用時間，而先著地小球的末速度即為后落地小球在繩長距離運動的初速度，若高度增加，初速度增大，則運動時間減少，C正確．]題組三重力加速度的測定8．(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動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相鄰的點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3的瞬時速度的大小為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錯誤．]9．用滴水法可以測定重力加速度的值，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，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，再用秒表計時，計時方法：當(dāng)聽到某一滴水滴在擋板上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，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，按下秒表按鈕停止計時，讀出秒表的示數(shù)為t．(1)寫出用上述所測量數(shù)據(jù)計算重力加速度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板所用的時間，即水滴在空中運動的時間)，請在圖中所示的坐標(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空中運動時間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．(1)g＝eq\f(2n－12h,t2)(2)圖見正確解答9.6m/s210．一豎直的墻壁上AE被分成四個相等的部分，一物體由A點從靜止釋放做自由落體運動，如圖所示，下列結(jié)論正確的是()A．物體到達(dá)各點的速率vB∶vC∶vD∶vE＝1∶2∶3∶4B．物體通過每一部分時，其速度增量vB－vA＝vC－vB＝vD－vC＝vE－vDC．物體從A到E的平均速度eq\x\to(v)＝vBD．物體從A到E的平均速度eq\x\to(v)＝vCC[根據(jù)s＝eq\f(1,2)gt2，vt＝gt，物體由A點從靜止釋放，有veq\o\al(2,t)＝2gs，所以物體到達(dá)各點的速率之比vB∶vC∶vD∶vE＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3)∶eq\r(4)，故A錯誤；物體做加速運動，物體通過每一部分時，所用時間逐漸減少，故速度增量逐漸減小，故B錯誤；根據(jù)自由落體運動的前兩段相等時間內(nèi)的位移比為1∶3，故下落到B點時的時間為總時間的一半，由中間時刻的瞬時速度等于此段時間的平均速度可知，C正確，D錯誤．]11．一條懸鏈長5.6m，從懸點處斷開，使其自由下落，不計空氣阻力．則整條懸鏈通過懸點正下方12.8m處的一點所需的時間是(g取10m/s2)()A．0.3s B．0.4sC．0.7s D．1.2sB[設(shè)懸鏈的長度為L，從懸點至懸點正下方12.8m處的一點的高度為h，經(jīng)t1懸鏈的下端經(jīng)過該點，經(jīng)t2懸鏈的上端經(jīng)過該點，則h－L＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝eq\r(\f(2h－L,g）＝eq\r(\f(2×12.8－5.6,10）s＝1.2s，h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，得t2＝eq\r(\f(2h,g）＝eq\r(\f(2×12.8,10）s＝1.6s，則Δt＝t2－t1＝0.4s，故B正確．]12．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)歷的時間；(2)AB桿通過圓環(huán)的過程中所用時間．[解析](1)桿做自由落體運動，桿的B端到達(dá)圓環(huán)的時間為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)的過程中所用的時間t＝tA－tB＝0.6s．(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的時間通過一個窗口，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)自由落體運動公式h＝eq\f(1,2)gt2得t＝2s則雨滴落地的速度v＝gt＝20m/s．(2