金版學(xué)案2018-2019學(xué)年物理（人教版）必修一試題第二章5-6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究5自由落體運(yùn)動(dòng)6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究A級(jí)抓基礎(chǔ)1．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．初速度為零、豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)B．僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)C．物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)D．當(dāng)空氣阻力的作用較小，可以忽略不計(jì)時(shí)，物體由靜止開(kāi)始自由下落的運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng)解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是物體只在重力作用下由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，它的初速度為零．若空氣阻力比較小，可以忽略不計(jì)時(shí)，物體由靜止開(kāi)始自由下落可視為自由落體運(yùn)動(dòng)．故正確答案為CD.答案：CD2．從同一高度做自由落體運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩個(gè)小鐵球，甲的質(zhì)量是乙的兩倍，則()A．甲比乙先落地，落地時(shí)甲的速度是乙的兩倍B．甲比乙先落地，落地時(shí)甲、乙的速度相同C．甲、乙同時(shí)落地，落地時(shí)甲的速度是乙的兩倍D．甲、乙同時(shí)落地，落地時(shí)甲、乙的速度相同解析：根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式h＝eq\f(1,2)gt2，t＝eq\r(\f(2h,g))，知落地時(shí)間與質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以?xún)蓚€(gè)物體同時(shí)落地．故D正確，A、B、C均錯(cuò)誤．答案：D3．(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．它是v0＝0，加速度豎直向下且a＝g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移大小之比是1∶2∶3C．在前1s內(nèi)、前2s內(nèi)、前3s內(nèi)的位移大小之比是1∶4∶9D．在第1s末、第2s末、第3s末的速度大小之比是1∶2∶3解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為g的豎直方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，物體前1s、前2s、前3s的位移之比為1∶4∶9，故第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移大小之比是1∶3∶5，故B錯(cuò)誤；根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，物體前1s、前2s、前3s的位移之比為1∶4∶9，故C正確；根據(jù)v＝gt，在第1s末、第2s末、第3s末的速度大小之比是1∶2∶3，故D正確．答案：ACD4．伽利略曾說(shuō)過(guò)：“科學(xué)是在不斷改變思維角度的探索中前進(jìn)的”．他在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有()A．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比B．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比C．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān)D．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān)解析：伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出小球沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正，并證明了速度隨時(shí)間均勻變化，A正確，B錯(cuò)誤；若斜面光滑；C選項(xiàng)從理論上講是正確的，但伽利略并沒(méi)有能夠用實(shí)驗(yàn)證明這一點(diǎn)，C錯(cuò)誤；斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間隨傾角的增大而減小，D錯(cuò)誤．答案：A5．(多選)物體從離地面45m高處做自由落體運(yùn)動(dòng)(g取10m/s2)，則下列選項(xiàng)中正確的是()A．物體運(yùn)動(dòng)3s后落地B．物體落地時(shí)的速度大小為30m/sC．物體在落地前最后1s內(nèi)的位移為25mD．物體在整個(gè)下落過(guò)程中的平均速度為20m/s解析：由h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))＝3s最后1s內(nèi)位移Δh＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,3)－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)＝25m落地速度v＝gt＝30m/s全程的平均速度v＝eq\f(h,t)＝eq\f(45,3)m/s＝15m/s答案：ABC6．登上月球的宇航員利用頻閃儀(頻率為每秒20次)給自由下落的小球拍照，所拍的閃光照片如圖所示(圖上所標(biāo)數(shù)據(jù)為小球到達(dá)各位置時(shí)總的下落高度)，則月球表面的重力加速度為_(kāi)_______m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．解析：由O到F，每?jī)蓚€(gè)相鄰小球間的距離依次記為x1、x2、x3、x4、x5、x6，根據(jù)逐差法有，小球的加速度為a＝eq\f(（x6＋x5＋x4）－（x3＋x2＋x1）,9T2)，其中T＝0.05s，x6＋x5＋x4＝7.20cm－1.80cm＝5.40cm，x1＋x2＋x3＝1.80cm，代入數(shù)據(jù)得a＝1.6m/s2.答案：1.6B級(jí)提能力7．(多選)甲、乙兩球從同一高度相隔1s先后自由落下，在下落過(guò)程中()A．兩球的距離始終不變B．兩球的距離越來(lái)越大C．兩球的速度差始終不變D．兩球的速度差越來(lái)越大解析：由h＝eq\f(1,2)gt2得h甲＝eq\f(1,2)gt2，h乙＝eq\f(1,2)g(t－1)2.則Δh＝h甲－h(huán)乙＝eq\f(1,2)gt2－eq\f(1,2)g(t－1)2＝gt－eq\f(1,2)g，故兩球的距離在下落過(guò)程中越來(lái)越大，A錯(cuò)，B對(duì)；由v＝gt得v甲＝gt，v乙＝g(t－1)，則Δv＝v甲－v乙＝gt－g(t－1)＝g，故兩球的速度差始終不變，C對(duì)，D錯(cuò)．答案：BC8．(多選)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(dòng)過(guò)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(mén)，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)解析：由題圖可知相鄰時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)的位移分別為2d、3d、4d、5d，所以小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位置“1”不是小球釋放的初始位置，由位移差Δx＝aT2得小球下落的加速度為a＝eq\f(d,T2)，小球在位置“3”的速度為v＝eq\f(3d＋4d,2T)＝eq\f(7d,2T).答案：BCD9．(2015·重慶卷)同學(xué)們利用如圖所示方法估測(cè)反應(yīng)時(shí)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(jiàn)甲放開(kāi)直尺時(shí)，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(shí)間為_(kāi)_______(重力加速度為g)．基于上述原理，某同學(xué)用直尺制作測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的工具，若測(cè)量范圍為0～0.4s，則所用直尺的長(zhǎng)度至少為_(kāi)_________cm(g取10m/s2)；若以相等時(shí)間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時(shí)間的刻度線，則每個(gè)時(shí)間間隔在直尺上對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度是________的(填“相等”或“不相等”)．解析：在人的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)直尺做自由落體運(yùn)動(dòng)，有x＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2x,g))；反應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)為0.4s，需要直尺的長(zhǎng)度為xm＝eq\f(1,2)×10×0.42m＝0.8m＝80cm；自由落體運(yùn)動(dòng)在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7，故長(zhǎng)度不相等．答案：eq\r(\f(2x,g))80不相等10．(多選)在一次利用滴水法測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤(pán)子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤(pán)子而聽(tīng)到聲音時(shí)，后一滴恰好離開(kāi)水龍頭．從第1次聽(tīng)到水擊盤(pán)聲時(shí)開(kāi)始數(shù)“1”并開(kāi)始計(jì)時(shí)，數(shù)到“n”時(shí)聽(tīng)到水擊盤(pán)聲的總時(shí)間為T(mén)，用刻度尺量出水龍頭到盤(pán)子的高度差為h，即可算出重力加速度．則()A．每一滴水從水龍頭落到盤(pán)子的時(shí)間為eq\f(T,n)B．每一滴水從水龍頭落到盤(pán)子的時(shí)間為eq\f(T,n－1)C．重力加速度的計(jì)算式為eq\f(2n2h,T2)D．重力加速度的計(jì)算式為eq\f(2（n－1）2h,T2)解析：從第1次聽(tīng)到水擊盤(pán)聲開(kāi)始計(jì)數(shù)為“1”，當(dāng)數(shù)到“n”時(shí)，共經(jīng)歷了n－1個(gè)水滴下落的時(shí)間，故每一滴水從水龍頭落到盤(pán)子的時(shí)間為t＝eq\f(T,n－1)，A錯(cuò)誤，B正確；由h＝eq\f(1,2)gt2，可得：g＝eq\f(2（n－1）2h,T2)，C錯(cuò)誤，D正確．答案：BD11．從離地面500m的空中自由落下一個(gè)小球，g取10m/s2，求小球：(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面；(2)自開(kāi)始下落計(jì)時(shí)，在第1s內(nèi)的位移和最后1s內(nèi)的位移各為多少；(3)下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)的位移．解：(1)由h＝eq\f(1,2)gt2，得落地時(shí)間為：t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×500,10))s＝10s.(2)在第1s內(nèi)的位移h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×10×12m＝5m.因?yàn)閺拈_(kāi)始運(yùn)動(dòng)起前9s內(nèi)的位移為：h9＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,9)＝eq\f(1,2)×10×92m＝405m.所以最后1s內(nèi)的位移為：h1′＝h－h(huán)9＝500m－405m＝95m.(3)下落一半時(shí)間即t′＝5s時(shí)，其位移為：h5＝eq\f(1,2)gt′2＝eq\f(1,2)×10×52m＝125m.答案：(1)10s(2)5m95m(3)125m12.如圖所示，懸掛的直桿AB長(zhǎng)為a，在B端以下h處有一長(zhǎng)為b的無(wú)底圓柱筒CD，若將懸線剪斷，問(wèn)：(1)直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？(2)整個(gè)直桿AB穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間是多少？解析：(1)直桿下端B下落到C(下落h)開(kāi)始進(jìn)入圓柱筒，當(dāng)直桿下端B下落到D(下落h＋b)時(shí)穿出圓柱筒．由x＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2x,g))，則B下落到C點(diǎn)所需時(shí)間t1＝eq\r(\f(2h,g))，B下落到D點(diǎn)所需時(shí)間t2＝eq\r(\f(2（h＋b）,g))，則直桿下端B穿過(guò)圓柱筒的時(shí)間Δt1＝t2－t1＝eq\r(\f(2（h＋b）,g))－eq\