自由落體運動-【新教材】人教版高中物理必修同步練習

自由落體運動（同步練習）1．（2020春?陽江期末）據(jù)說，當年牛頓躺在樹下被一個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）在研究力和運動的關系時，伽利略提出了著名的理想實驗，示意圖如圖所示。伽利略提出該理想實驗是為了說明A．物體運動不需要力來維持 B．力可以改變物體的運動 C．物體運動時就會產(chǎn)生慣性 D．力是維持物體運動的原因3．（2020春?渝中區(qū)校級期末）如圖所示，小球甲從空中的點靜止釋放，下落了時，小球乙從點下方處的點靜止釋放，經(jīng)歷一段時間后，兩個小球同時落地（不計空氣阻力），則點離地高度為A． B． C． D．4．（2020春?溫州期末）一個蘋果從樹上無初速度地自由下落，將蘋果看成質點，忽略空氣阻力，取向下為正方向。設蘋果下落過程中的速度為、加速度為、位移為、下落時間為，則下列描述各物理量與時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，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驗的頻閃照片。小球沿左側斜面從靜止狀態(tài)開始向下運動，將“沖”上右側的斜面。減小右側斜面的傾角，如圖中1、2所示，球達到同一高度時就會運動的更遠。右側斜面放平，球的運動如圖中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動，下列分析中正確的是A．小球在右側斜面1和2向上運動時所受合外力方向相同 B．小球在斜面1上運動的加速度小于在斜面2上運動的加速度 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．因為在水平面上小球受到向前的沖力，所以小球在水平面3上運動的更遠7．（2020春?錦州期末）一小球自高處自由下落，當它與水平地面每碰撞一次后，速度大小減小為碰撞前的，不計空氣阻力，取，則下列說法正確的是A．第一次下落的時間與第二次下落的時間之比為 B．第二次彈起的高度為第一次彈起時高度的 C．小球運動的總時間約為 D．小球運動的總位移為8．（2019秋?連云港期末）伽利略為了研究自由落體運動的規(guī)律，將落體實驗轉化為“斜面實驗”，對于這個研究過程下列說法正確的是A．“斜面實驗”沖淡了重力作用，便于測量時間 B．“斜面實驗”“放大”了重力作用，便于測量位移 C．“斜面實驗”可以直接得到自由落體運動規(guī)律 D．伽利略對自由落體運動的研究，是科學實驗和邏輯推理的完美結合9．（2020春?金安區(qū)校級月考）如圖所示，在足夠高的空間內，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徑，不計空氣阻力，則下列判斷正確的是A．兩者均無初速度同時釋放，小球在空中能過空心管 B．小球自由下落、管固定不動，小球穿過管的時間 C．小球自由下落、管固定不動，小球穿過管的時間 D．兩者均無初速度釋放，但小球提前△時間釋放，則小球穿過管的時間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小球，空氣阻力不計時，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的速度之比為 D．小球在月球和地球上的落地時間之比為三．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相同的小球，不計空氣阻力，它們在空中任一時刻的間距（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?吉林學業(yè)考試）小萌同學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，鉛球在空中運動時間為；落地時速度為。13．（2019秋?荔灣區(qū)校級月考）一物體作自由落體運動，經(jīng)過3秒物體落地，則它在最后內下落的高度是；物體在下落的第內、第內、第內的平均速度之比是。??；14．（2019春?南昌期末）利用水滴下落可以測出重力加速度，調節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地流出，在水龍頭的正下方放一個盤子，調整盤子的高度，使一水滴剛碰到盤子時，恰好有另一水滴從水龍頭開始下落，而空中還有3個正在下落的水滴。測出水龍頭到盤子間的距離為。再用秒表測時間，從第一滴水滴離開水龍頭開始計時，到第滴水滴落到盤中，共用時間為。（1）當?shù)谝坏嗡温涞奖P中時，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，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，實驗測得，，，．求：（1）相鄰水滴滴出的時間間隔；（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處有一內徑大于桿的直徑的圓環(huán)。求：（1）當桿做自由落體運動，直桿全部通過處環(huán)所需的時間。（2）當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)所需的時間。取，桿和環(huán)距離地面足夠高，桿的一端進入到另一端離開為通過）17．（2019秋?常德期末）如圖所示，某同學測出一棵蘋果樹樹干部分的高度約為，一個蘋果從樹冠頂端的樹梢上由于受到擾動而自由下落，該同學測出蘋果經(jīng)過樹干所用的時間為，重力加速度取，則：（1）蘋果樹樹冠部分的高度約為多少？（2）蘋果落地時的速度為多大？18．（2019秋?上月考）一根輕質細線將2個薄鐵墊圈、（大小可忽略）連接起來，、間細線長為，距地面一定高度，放手后、自由下落，若、落地時間相差，，求：（1）距地面的高度；（2）落地時的速度。19．（2019春?藍田縣期中）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無底圓筒，若將懸線剪斷，直桿通過圓筒所用的時間為，，求：（1）無底圓筒的長度；（2）直桿下端穿過圓筒所用的時間是多少？（計算結果保留根號）

答案1、【分析】蘋果做自由落體運動，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驗的物理意義，明確伽利略通過“理想斜面實驗”推翻了力是維持運動的原因的錯誤觀點。【解答】解：亞里士多德認為，力是維持物體運動的原因；伽利略等人認為，力是改變物體運動狀態(tài)的原因?，F(xiàn)在人們普遍認為力是改變物體運動狀態(tài)的原因的觀點是正確的；而伽利略設計這個理想實驗，其目的是為了說明亞里士多德的力是維持物體運動狀態(tài)的原因的結論是錯誤的，物體運動不需要力來維持，故錯誤，正確。故選：。3、【分析】小球甲乙分別做自由落體運動，求得甲乙下落的時間，根據(jù)同時落體即可求得小球甲的高度?！窘獯稹拷猓涸O小球甲距地面的高度為，下落的時間為，則，解得小球甲下落所需時間為，則，解得小球乙下落的時間為，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。所以自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動?！窘獯稹拷猓?、自由落體運動的速度，速度與時間成正比，故正確，錯誤；、自由落體運動的加速度為重力加速度，是不變的，故錯誤；、位移為，與的圖象為過原點的拋物線，故錯誤。故選：。5、【分析】已知小球在連續(xù)相等的時間內位移，運用位移差公式和平均速度公式可求出加速度及某點的瞬時速度，再根據(jù)速度與位移關系求位移，進而求解?！窘獯稹拷猓盒∏蛴?到3和1到2的位移差，得；小球到2點的瞬時速度；設小球下落點到2點距離，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)小球在斜面上的運動情況分析合外力方向關系；根據(jù)牛頓第二定律分析在斜面1和斜面2上加速度的大小；根據(jù)動能定理確定合外力對小球做的功大??；結合慣性概念分析小球在水平面3上運動的原因。【解答】解：、小球在右側斜面1和2向上都做勻減速運動，合外力方向均沿斜面向下，知合外力方向不同，故錯誤；、設任一斜面的傾角為，根據(jù)牛頓第二定律得，得，所以，小球在斜面1上運動的加速度大于在斜面2上運動的加速度，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上運動的更遠，故錯誤。故選：。7、【分析】設小球第一次落地時速度為，進而可表示出，，，，根據(jù)速度時間關系求解時間之比；根據(jù)速度位移關系求解位移之比；歸納出小球從開始下落到第次與地面相碰經(jīng)過時間，根據(jù)等比數(shù)列前項和公式求解時間；根據(jù)位移的概念求解位移?！窘獯稹拷猓?、設小球第一次落地時速度為，則有那么第二次、第三次、第次落地速度分別為，，，根據(jù)速度時間關系可得：則小球第一次下落的時間與第二次下落的時間之比為：，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高度之比為：，所以第二次彈起的高度為第一次彈起時高度的，故錯誤；、小球第1下落時間為：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)過的時間為：所以小球運動的總時間為：代入數(shù)據(jù)解得：，故正確；、小球最終靜止在地面上，所以整個過程中小球運動的總位移為，方向向下，故正確。故選：。8、【分析】本題考查了有伽利略“斜面實驗”的知識，根據(jù)其歷史背景我們知道，之所以采用“斜面實驗”，注意礙于當時對時間的測量技術、手段落后?！窘獯稹拷猓骸①だ詴r代，沒有先進的測量手段和工具，為了“減小”重力作用，采用斜面實驗，其實就是為了使物體下落時間長些，便于時間的測量，減小實驗誤差，故正確，錯誤；、根據(jù)實驗結果，伽利略將實驗結論進行合理的外推，得到落體的運動規(guī)律，但不能進行直接的計算，故錯誤；、伽利略根據(jù)實驗結果，伽利略將實驗結論進行合理的外推，得到落體的運動規(guī)律，是科學實驗和邏輯推理的完美結合，故正確；故選：。9、【分析】根據(jù)位移關系可知，要使小球穿過空心管，則小球的位移應比空心管的位移多，根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式列式求解小球穿過空心管所用的時間。若兩者無初速度同時釋放，則兩者都做自由落體運動，小球在空中不能穿過空心管。【解答】解：、若兩者無初速度同時釋放，則兩者都做自由落體運動，在相同時間內下降的高度相同，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，小球穿過管的時間是小球到達管的下端與到達管的上端的時間差，根據(jù)自由落體運動公式可知：，故錯誤，正確；、兩者均無初速度釋放，但小球提前△時間釋放，以管為參考系，小球相對管勻速運動，則有：△，，可知小球穿過管的時間：，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和月球上下落時快慢程度不一樣，故錯誤；、根據(jù)自由落體運動規(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)自由落體運動規(guī)律可知，下落所用時間，下落時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動，由速度時間公式求出速度之差與時間的關系式?！窘獯稹拷猓簝汕蜃鲎杂陕潴w運動，加速度都為重力加速度；以釋放第二球開始計時，第一球的速度，經(jīng)過時間后，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】鉛球做自由落體運動，由位移公式和速度公式可求解。【解答】解：鉛球做自由落體運動，由位移公式得：鉛球在空中運動時間：由速度公式得：故答案為：3，3013、【分析】自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動，在開始通過連續(xù)相等時間內的位移比為，連續(xù)相等位移的時間比為，根據(jù)求解平均速度。由此分析即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)，內的位移為：內的位移為：所以第內的位移為：根據(jù)勻變速直線運動的導出公式可知第內、第內、第內的時間之比為：根據(jù)平均速度公式可得：故答案為：25，14、【分析】（1）當一滴水碰到盤子時，恰好有另一滴水從水龍頭開始下落，而空中還有3個正在下落的水滴，知水滴將分成時間相等的4份，根據(jù)初速度為0的勻加速運動，在相等時間內的位移比為，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，共用時間為，知道兩滴水間的時間間隔，根據(jù)求出重力加速度?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，水滴將分成時間相等的4份，4份相等時間內位移比為，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），共用時間為，知道兩滴水間的時間間隔為：，根據(jù)得：解得：故答案為：，。15、【分析】（1）水滴做的是自由落體運動，根據(jù)△，可以計算時間將的大?。唬?）利用平均速度的關系可以求得第二次時瞬時速度的大小，再計算下降的高度?！窘獯稹拷猓海?）設相鄰水滴的時間間隔為，由題：，，由勻變速直線運動的導出公式：，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）桿全部通過點的距離為，根據(jù)位移公式可求速度；桿全部通過點需時間為桿的上端到達點的時間減去桿的下端到達點的時間，根據(jù)自由落體位移時間公式即可求解；（2）二者都運動時，分別求出桿與環(huán)相遇的時間與分離的時間，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得到下落時間公式：②桿下端到達點所經(jīng)過的位移：，代入②式解得③桿上端到達點所經(jīng)過的位移：，代入②式解得④桿通過點所需的時間為：△⑤（2）將環(huán)以豎直向上拋出，桿與環(huán)相遇的時間為，則：⑥桿與環(huán)分離的時間為，則：⑦直桿全