高中物理 第一章 第7節(jié) 對自由落體運動的研究課時作業(yè) 教科版必修1

第7節(jié)對自由落體運動的研究1．綿延兩千年的錯誤亞里士多德根據(jù)平常觀察到的落體現(xiàn)象得出了結(jié)論：______的物體比________的物體下落得快，這一結(jié)論在其后兩千年的時間里，被人們奉為經(jīng)典．2．邏輯的力量(1)伽利略利用邏輯推理的方法對亞里士多德的論斷進行推斷，得出了____________的結(jié)論，使亞里士多德的理論陷入了困境．(2)伽利略對落體現(xiàn)象提出了一種新的觀點：重物與輕物下落得________．3．伽利略的科學(xué)假說與理想斜面實驗(1)伽利略猜想物體下落的過程是一個速度增大的過程，其速度與時間成________，即________，物體下落的距離與時間的平方成________，即________．(2)伽利略的斜面實驗及合理外推．讓小銅球從斜槽的不同位置由靜止?jié)L下，得出小球滾下的位移x與運動時間的平方成________，即________．當(dāng)傾角等于當(dāng)傾角等于90°，即物體豎直下落時，位移x與運動時間的平方仍成________，即________，從而得出了落體運動的規(guī)律．4．物體只在________作用下從________開始下落的運動叫自由落體運動，自由落體運動具有以下兩個特點：(1)做自由落體運動的物體只受________作用．但不同物體的運動快慢與________無關(guān)．(2)自由落體運動是初速度為________的勻加速直線運動，即v0＝________，a＝________.5．在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都____________，這個加速度叫做自由落體運動的加速度，也叫____________．自由落體加速度的方向總是____________．大小為g＝______________.重力加速度隨緯度的增大而________，隨高度的增大而減小．6．自由落體運動是從________開始的，加速度等于________的勻變速直線運動，即v0＝________，a＝________.自由落體運動的公式有：(1)vt＝________；(2)h＝________________.7．關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是()A．物體從靜止開始下落的運動就是自由落體運動B．如果空氣阻力比重力小得多，空氣阻力可以忽略不計，這時由靜止開始下落的運動是自由落體運動C．跳傘運動員從飛機上由靜止開始下落，打開降落傘以前的運動是自由落體運動，打開降落傘以后的運動不是自由落體運動D．一雨滴從屋頂落下，途中經(jīng)過一個窗子，雨滴經(jīng)過窗子的這一段運動是自由落體運動8．一個做自由落體運動的物體，下落速度v隨時間t變化的圖像，如圖所示，其中正確的是()【概念規(guī)律練】知識點一伽利略的科學(xué)思想方法1．伽利略巧妙的推理推翻了亞里士多德的錯誤觀點，從而提出了“自由落體是一種最簡單的變速運動，速度應(yīng)該是均勻變化的”觀點．這種方法在科學(xué)研究中叫()A．?dāng)?shù)學(xué)推演 B．實驗驗證C．猜想與假說 D．邏輯推理2．伽利略認為落體運動應(yīng)該是簡單的變速運動，即它的速度是均勻變化的，速度的均勻變化意味著()A．速度與時間成正比B．速度與位移成正比C．速度與時間的二次方成正比D．位移與時間的二次方成正比知識點二對自由落體運動的認識3．關(guān)于自由落體運動，下列說法正確的是()A．自由落體運動的快慢與物體的質(zhì)量大小有關(guān)B．物體只在重力作用下的運動都是自由落體運動C．物體從靜止開始沿豎直方向的運動都是自由落體運動D．自由落體運動是一種勻變速直線運動4．關(guān)于自由落體運動，下列說法中正確的是()A．初速度為零的豎直向下的運動是自由落體運動B．只在重力作用下的豎直向下的運動是自由落體運動C．自由落體運動在任意相等的時間內(nèi)速度變化量相等D．自由落體運動是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運動知識點三自由落體運動的加速度5．下列關(guān)于重力加速度的說法正確的是()A．重力加速度g是標(biāo)量，只有大小，沒有方向B．在地球上不同地方，g的大小是不同的，但差別不大C．在地球上同一地點，一切物體做自由落體運動的加速度是相同的D．緯度越低的地方，重力加速度g值越小6．關(guān)于自由落體運動的加速度g，下列說法正確的是()A．重的物體的g值大B．g值在地面任何地方一樣大C．g值在赤道處大于南北兩極處D．同一地點的輕重物體的g值一樣大知識點四自由落體運動的規(guī)律7．唐代詩人李白用“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”描述了廬山瀑布的美景，以三尺為一米，可估算出水落到地面的速度為()A．100m/s B．140m/sC．200m/s D．1000m/s8.如圖1所示，是甲、乙兩位同學(xué)為測量反應(yīng)時間所做的實驗，實驗時甲用一只手在木尺下部做握住木尺的準(zhǔn)備，當(dāng)看到乙同學(xué)放開手時，他立即握住木尺．如果測出木尺下降的高度為11.25cm，請你計算甲同學(xué)的反應(yīng)時間(g取10m/s2)．圖1【方法技巧練】靈活運用自由落體運動的規(guī)律9.屋檐每隔一定時間滴下一滴水，當(dāng)?shù)?滴水正欲滴下時，第1滴剛好落到地面，而第3滴與第2滴分別位于高1m的窗子的上、下沿，如圖2所示，(g取10m/s2)問：圖2(1)此屋檐離地面多高？(2)滴水的時間間隔是多少？1．亞里士多德的命題“重的物體下落快，輕的物體下落慢”失誤的根源在于他()A．不注意觀察自然現(xiàn)象B．對此沒有做深刻的邏輯思辨C．對此沒有進行科學(xué)實驗D．對此沒有進行歸納和總結(jié)2．伽利略對自由落體運動的研究，是科學(xué)實驗和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖3所示，可大致表示其實驗和思維的過程，對這一過程的分析，下列說法正確的是()圖3A．其中的甲圖是實驗現(xiàn)象，丁圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論B．其中的丁圖是實驗現(xiàn)象，甲圖是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C．運用甲圖的實驗，可“沖淡”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯D．運用丁圖的實驗，可“放大”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯3．甲同學(xué)看到乙同學(xué)從10層樓的樓頂同時由靜止釋放兩個看上去完全相同的鐵球，結(jié)果甲同學(xué)看到兩球不是同時落地的．他分析了兩球未能同時落地的原因．你認為他的下列分析正確的是()A．兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力小B．兩球在下落過程中受到的空氣阻力不同，先落地的受空氣阻力大C．兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是實心球，重力遠大于阻力D．兩球下落過程中受到的空氣阻力相同，先落地的是空心球，阻力與重力比，差別較小4．下列關(guān)于自由落體運動的敘述中，錯誤的是()A．兩個質(zhì)量不等、高度不同但同時自由下落的物體，下落過程中任何時刻的速度、加速度一定相同B．兩個質(zhì)量不等、高度相同的物體，先后做自由落體運動，通過任一高度處的速度、加速度一定相同C．物體越重，下落得越快；物體越輕，下落得越慢D．所有自由落體運動的位移都與下落時間的平方成正比5．甲物體的重力比乙物體的重力大5倍，甲從H高處自由落下，乙從2H高處同時自由落下，以下幾種說法中正確的是()A．兩物體下落過程中，同一時刻甲的速度比乙大B．下落1s末，它們的速度相等C．各自下落1m時，它們的速度相等D．下落過程中甲的加速度比乙大6.踢毽子是我國民間的一項體育活動，被人們譽為“生命的蝴蝶”．近年來，踢毽子成為全民健身的活動之一．毽子由羽毛和銅錢組成，在下落時總是銅錢在下羽毛在上，如圖4所示，對此分析正確的是()圖4A．銅錢重，所以總是銅錢在下羽毛在上B．如果沒有空氣阻力，也總是出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象C．因為空氣阻力的存在，所以總是銅錢在下羽毛在上D．毽子的自由下落是自由落體運動7．如圖5所示的探究實驗中，在有空氣和抽掉空氣的兩種情況下，我們觀察到羽毛和金屬片的下落情況不同，這說明()圖5A．真空中的羽毛比有空氣時的羽毛受到的重力大B．羽毛比金屬片下落慢是由于羽毛受到空氣阻力作用而金屬片不受空氣阻力C．羽毛比金屬片下落慢是由于羽毛受到的空氣阻力對羽毛的下落影響比較大D．所有物體在不受空氣阻力只受重力時，在同一位置由靜止釋放，下落快慢均一樣8．為了測得一樓房的高度，某同學(xué)讓一粒石塊從樓頂自由落下，測出下列哪個量就可以求出樓房的高度()A．僅測出石塊下落到地面的總時間B．僅測出石塊落地時的速度C．僅測出石塊落地前的最后1s內(nèi)的位移D．以上說法都不對9.有一根長9.8m的細繩將A、B兩個小球相連，在足夠高處先后相隔0.6s將A、B兩個小球自由釋放．求：(g取9.8m/s2)(1)在B球釋放后多長時間，連接A、B兩球的細繩將被拉直？(2)此時小球A的速度和位移．10.如圖6所示，在天花板下懸掛一長為l的木棍，在木棍下端的正下方h處有一觀察者，他看到木棍因懸線斷開而自由下落，求木棍通過觀察點P所經(jīng)歷的時間．圖611．從同一高處自由釋放的甲、乙兩球，乙球在甲球釋放后某時刻釋放，當(dāng)乙球釋放后經(jīng)過2s，甲、乙兩球間的距離為25m，則甲、乙兩球釋放時刻的時間間隔為多少？(g取10m/s2)第7節(jié)對自由落體運動的研究答案課前預(yù)習(xí)練1．重輕2．(1)互相矛盾(2)同樣快3．(1)正比v∝t正比h∝t2(2)正比x∝t2正比x∝t24．重力靜止(1)重力質(zhì)量(2)零0g5．相等重力加速度豎直向下9.8m/s2增大6．靜止g09.8m/s2(1)gt(2)eq\f(1,2)gt27．C[自由落體運動是從靜止開始、只在重力作用下的運動，自由落體運動必須同時滿足這兩個條件．A、B選項中沒有明確物體只受重力作用，故錯誤．D中雨滴經(jīng)過窗子的這段運動的初速度不為零，因而不是自由落體運動．C滿足這兩個條件，C正確．]8．D[自由落體運動的速度vt＝gt，g是常數(shù)，故下落速度v與時間t成正比，D正確．]課堂探究練1．D2.AD3.D4．CD[A選項中，豎直向下的運動，有可能受到空氣阻力或其他力的影響，下落的加速度不等于g，這樣就不是自由落體運動；選項B中，物體有可能具有初速度，所以選項A、B不對．選項C中，因自由落體運動是勻變速直線運動，加速度恒定，由加速度的概念a＝eq\f(Δv,Δt)可知，Δv＝gΔt，所以若時間相等，則速度的變化量相等．選項D可根據(jù)自由落體運動的性質(zhì)判定是正確的．]5．BCD[重力加速度是矢量，方向總是豎直向下，因此A不正確．地球上同一地點，一切物體做自由落體運動的加速度是相同的，地球上不同地方g的大小是不同的，但差別不大，緯度越低的地方，g值越?。收_答案為B、C、D.]點評要理解重力加速度，并知道其方向總是與該點的重力方向相同．6．D[在同一地點所有物體g值都相同．在地面不同地方，重力加速度的大小不同．從赤道到兩極，g值變大．]7．B8．0.15s解析由h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×11.25×10－2,10))s＝0.15s9．(1)3.2m(2)0.2s解析解法一：利用基本規(guī)律求解．設(shè)屋檐離地面高為h，滴水間隔為T由x＝eq\f(1,2)gt2得第2滴水的位移x2＝eq\f(1,2)g(3T)2第3滴水的位移x3＝eq\f(1,2)g(2T)2又因為x2－x3＝1m聯(lián)立以上三式，解得T＝0.2s屋檐高h＝eq\f(1,2)g(4T)2＝eq\f(1,2)×10×(4×0.2)2m＝3.2m.解法二：用平均速度求解．(1)設(shè)滴水的時間間隔為T，則雨滴經(jīng)過窗子過程中的平均速度為eq\x\to(v)＝eq\f(x′,T)＝eq\f(1m,T).由v＝gt知，雨滴下落2.5T時的速度為v＝2.5gT.由于eq\x\to(v)＝v，故有eq\f(1,T)＝2.5gT.解得T＝0.2s.(2)x＝eq\f(1,2)g(4T)2＝3.2m.課后鞏固練1．BC2.AC3．C[兩球形狀完全相同，在下落過程中所受空氣阻力相同，下落快慢不同的原因是重力不同，故C正確．]4．C5．BC[物體在下落過程中，因是自由下落，只受重力影響，加速度都為g，與質(zhì)量無關(guān)，D選項錯誤．又由vt＝gt知，A選項錯，B選項正確．又由公式veq\o\al(2,t)＝2gh可知C選項正確．故答案應(yīng)選B、C.]6．C7.CD8．ABC[設(shè)樓高為H，根據(jù)H＝eq\f(1,2)gt2知，A正確．根據(jù)veq\o\al(2,t)＝2gH，H＝eq\f(v\o\al(2,t),2g)，B正確．若知道石塊在最后1s內(nèi)的位移，可求石塊落地時的速度，然后再求樓高．在最后1s內(nèi)，x＝eq\x\to(v)t＝eq\f(v0＋vt,2)t＝eq\f(vt－g×1＋vt,2)×1＝eq\f(2vt－g,2)，vt＝x＋eq\f(g,2)，C正確．]9．(1)1.37s(2)19.3m/s19.0m解析(1)連接A、B兩球的細繩被拉直，說明兩球的位移差為9.8m，故hA－h(huán)B＝9.8m，eq\f(1,2)g(t＋0.6)2－eq\f(1,2)gt2＝9.8m，解得t≈1.37s.(2)vA＝g(t＋0.6)≈19.3m/s，hA＝eq\f(1,2)g(t＋0.6)2≈19.0m.10.eq\r(\f(2h＋l,g))－eq\r(\f(2h,g))解析設(shè)木棍上端到達P點時經(jīng)歷的時間為t1，根