課時(shí)作業(yè)：2.4 自由落體運(yùn)動(dòng)（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方人教版新教材物理必修第一冊(cè)第一章《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究》2.4自由落體運(yùn)動(dòng)精選練習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)1．（2021·江蘇·鹽城市田家炳中學(xué)高一期中）蘋(píng)果從枝頭落下，不考慮空氣阻力，在下落過(guò)程中（）A．速度不變，加速度變大 B．速度與加速度都不變C．速度變大，加速度不變 D．速度與加速度都變大【答案】C【詳解】A．由題意可知，蘋(píng)果做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，速度不斷增大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)選項(xiàng)A中的分析可知，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)選項(xiàng)A中的分析可知，C正確；D．根據(jù)選項(xiàng)A中的分析可知，D錯(cuò)誤。故選C。2．（2022·福建福州·高一期中）（多選）伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中他采用的是（）A．將實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法B．改變斜面長(zhǎng)度，比較不同長(zhǎng)度下的比值大小C．改變斜面傾角，比較不同傾角下的比值大小D．改變斜面傾角，比較不同傾角下的比值大小【答案】AD【詳解】A．采用了將實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方，伽利略認(rèn)為，自由落體是小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的特例，故A正確；BCD．無(wú)法直接測(cè)出瞬時(shí)速度，不能得到速度的變化規(guī)律，故改變斜面傾角，比較不同傾角下的比值大小，故BC錯(cuò)誤，D正確。故選AD。3．（2022·浙江·高一期末）如圖所示，一個(gè)兩端封閉的玻璃管（也稱牛頓管），可以用抽氣機(jī)將玻璃管里的空氣抽出去。把質(zhì)量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時(shí)開(kāi)始下落，觀察物體下落的情況。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲為管內(nèi)空氣被抽掉后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象B．圖乙為管內(nèi)空氣沒(méi)被抽的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象C．圖乙中，鐵片和羽毛均做勻速運(yùn)動(dòng)D．圖甲中，鐵片和羽毛在下落過(guò)程中，間距會(huì)增大【答案】D【詳解】AB．空氣被抽掉后物體只受重力，加速度都相同，同時(shí)下落任意時(shí)刻下落高度相同，圖甲管內(nèi)鐵片比羽毛運(yùn)動(dòng)的快，說(shuō)明受空氣阻力的影響，甲管中有空氣，乙管中沒(méi)空氣，故AB錯(cuò)誤；C．圖乙中，鐵片和羽毛做勻加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．圖甲中，鐵片和羽毛在下落過(guò)程中，鐵片加速度大，兩者的間距為間距會(huì)增大，故D正確。故選D。4．（多選）甲物體的質(zhì)量是乙物體的5倍，甲從H高處自由落下，乙從高處與甲物體同時(shí)自由落下。不計(jì)空氣的影響，在它們落地之前，下列說(shuō)法中不正確的是（）A．兩物體下落過(guò)程中，在同一時(shí)刻甲的速度比乙的速度大B．下落末，它們的速度相同C．各自下落時(shí)，它們的速度相同D．下落過(guò)程中甲的加速度比乙的加速度大【答案】BC【詳解】AB．因?yàn)榧滓椅矬w同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的初速度為零，加速度為g，任意時(shí)刻的速度為v=gt所以兩物體下落過(guò)程中，在同一時(shí)刻甲的速度與乙的速度相同，故A錯(cuò)誤，B正確；C．下落1m時(shí)，由位移速度關(guān)系式v2=2gx可解得各自下落1m時(shí)，它們的速度相同，故C正確；D．因?yàn)榧滓椅矬w均做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，下落過(guò)程中甲的加速度與乙的加速度相同，故D錯(cuò)誤。故選BC。5．小球從靠近豎直磚墻的某位置由靜止釋放，用頻閃照相機(jī)拍攝的小球位置如圖中1、2、3和4所示。已知每塊磚的厚度是6cm，照相機(jī)的曝光時(shí)間是0.08s，由此可知小球（）A．經(jīng)過(guò)位置2時(shí)的瞬時(shí)速度大小為0.8m/sB．經(jīng)過(guò)位置4時(shí)的瞬時(shí)速度大小約為3.375m/sC．下落過(guò)程中的加速度大小為9.8m/s2D．從位置1到4過(guò)程中的平均速度大小約為1.6875m/s【答案】B【詳解】A．經(jīng)過(guò)位置2時(shí)的瞬時(shí)速度大小為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；C．下落過(guò)程中的加速度大小為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；B．經(jīng)過(guò)位置4時(shí)的瞬時(shí)速度大小約為，選項(xiàng)B正確；D．從位置1到4過(guò)程中的平均速度大小約為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。6．（2020·山東·鄒城市第二中學(xué)高一期中）物體從h高處自由下落，它在落地前1s內(nèi)共下落35m，g=10m/s2，下列說(shuō)法中正確的有（）A．物體下落的時(shí)間為5sB．物體落地時(shí)速度為30m/sC．落地前2s內(nèi)共下落60mD．下落后第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)，每段位移之比為1：2：3【答案】C【詳解】A．設(shè)下落時(shí)間為t，則最后1s內(nèi)的位移可以表示為解得，故A錯(cuò)誤；B．由題意得，落地的速度為故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，落地前2s內(nèi)共下落故C正確；D．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度等于0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)，即下落后第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)，每段位移之比為，故D錯(cuò)誤。故選C。7．（2022·貴州銅仁·高一期末）如圖，A、B為兩固定的光電門(mén)，在光電門(mén)A正上方的O處有一邊長(zhǎng)為0.5cm的正方形鐵片自由落下，鐵片下落的過(guò)程中底邊始終水平，已知鐵片通過(guò)A、B光電門(mén)的時(shí)間分別為，。若將鐵片通過(guò)光電門(mén)的平均速度視為瞬時(shí)速度，忽略空氣阻力的影響，g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A．鐵片通過(guò)光電門(mén)A的瞬時(shí)速度為8m/sB．鐵片從A到B的平均速度為6m/sC．O點(diǎn)到光電門(mén)A的距離為1mD．光電門(mén)A到B之間的距離為0.24m【答案】B【詳解】A．鐵片通過(guò)光電門(mén)A的瞬時(shí)速度為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．鐵片通過(guò)光電門(mén)B的瞬時(shí)速度為鐵片從A到B的平均速度為，選項(xiàng)B正確；C．O點(diǎn)到光電門(mén)A的距離為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．光電門(mén)A到B之間的距離為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。8．（2022·全國(guó)·高一課時(shí)練習(xí)）某同學(xué)用如圖所示的裝置來(lái)研究自由落體運(yùn)動(dòng)是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。圖是實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)，得到的一條紙帶，紙帶上的點(diǎn)是從放手開(kāi)始打下的連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的距離，，，，，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)。電源頻率分。(1)下列說(shuō)法中正確的是()A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是交流電源B．實(shí)驗(yàn)中使用秒表測(cè)量時(shí)間C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先由靜止釋放紙帶，然后趕緊接通電源D．求出的加速度一般比小，是因?yàn)榧垘Ш椭劐N受到阻力(2)通過(guò)對(duì)紙帶的分析，你認(rèn)為自由落體運(yùn)動(dòng)是做_______（填“勻速”、“變速”）運(yùn)動(dòng)。(3)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，求出加速度大小_____。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】

AD

變速

9.6【詳解】(1)[1]A．電火花計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電源，故A正確；B．實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)的，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，故C錯(cuò)誤；D．求出的加速度一般比小，是因?yàn)榧垘Ш椭劐N受到阻力，故D正確。故選AD。(2)[2]對(duì)紙帶分析可知，相同時(shí)間內(nèi)物體下落的位移越來(lái)越大，故物體做變速運(yùn)動(dòng)。(3)[3]由逐差法可知，加速度大小為帶入數(shù)據(jù)解得9．（2022·云南·瀘源中學(xué)高一期末）（多選）如圖所示，甲、乙、丙、丁是以時(shí)間為橫軸的自由落體運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲是圖像 B．乙是圖像C．丙是圖像 D．丁是圖像【答案】BD【詳解】A．若甲是a-t圖像，則加速度減小，說(shuō)明物體不做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．若乙是v-t圖像，其斜率等于加速度，可知物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．若丙是v-t圖像，其斜率等于加速度，可知物體做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．若丁是a-t圖像，加速度不變，說(shuō)明做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選BD。10．（2021·江蘇·高郵市第一中學(xué)高一階段練習(xí)）從離地面720m的空中自由落下一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2。（1）小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面；（2）自小球開(kāi)始下落開(kāi)始計(jì)時(shí)，求小球在最初2s內(nèi)位移和最后2s內(nèi)的位移大??；（3）求小球下落位移為下落總位移的一半時(shí)的速度大小。【答案】（1）12s；（2）20m，220m；（3）【詳解】（1）根據(jù)h＝gt2解得落地時(shí)間（2）最初2s內(nèi)的位移大小為因?yàn)閺拈_(kāi)始運(yùn)動(dòng)起前10s內(nèi)的位移大小為所以最后2s內(nèi)的位移大小為h3=h－h(huán)2=720m-500m=220m（3）根據(jù)下落位移為下落總位移的一半，即下落位移360m，此時(shí)小球的速度大小為v=提升訓(xùn)練11．（多選）關(guān)于伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，下列敘述正確的是（）A．伽利略認(rèn)為，如果沒(méi)有空氣阻力，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快B．伽利略把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來(lái)，從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法C．伽利略用實(shí)驗(yàn)證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。伽利略把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧地結(jié)合起來(lái)，從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法D．伽利略采用了斜面實(shí)驗(yàn)，“沖淡”了重力的作用，便于運(yùn)動(dòng)時(shí)間的測(cè)量【答案】ABD【詳解】A．伽利略推翻了亞里士多德關(guān)于重物下落的快的說(shuō)法，他認(rèn)為在沒(méi)有空氣阻力的情況下，重物和輕物下落的一樣快，故A正確；BC．伽利略通過(guò)理想斜面加合理外推的方法證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤；D．由于自由落體運(yùn)動(dòng)，物體下落的較快，在當(dāng)時(shí)的條件下無(wú)法精確測(cè)量時(shí)間，所以伽利略采用了斜面實(shí)驗(yàn)，“沖淡”了重力的作用，便于運(yùn)動(dòng)時(shí)間的測(cè)量，D正確。故選ABD。12．（2021·四川甘孜·高一期末）甲、乙兩物體從離地面45m高處做自由落體運(yùn)動(dòng)，甲比乙重（g取10m/s2），則下列說(shuō)法正確的是（）A．甲比乙先落地B．物體下落時(shí)間為3sC．物體下落1s末的速度大小為45m/sD．物體在整個(gè)下落過(guò)程中的平均速度為20m/s【答案】B【詳解】A．兩物體都做自由落體運(yùn)動(dòng)，則甲、乙同時(shí)落地，A錯(cuò)誤；B．物體下落時(shí)間為，B正確；C．物體下落1s末的速度大小為，C錯(cuò)誤；D．物體在整個(gè)下落過(guò)程中的平均速度為，D錯(cuò)誤。故選B。13．小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，與水平地面發(fā)生彈性碰撞。從釋放小球開(kāi)始計(jì)時(shí)，不計(jì)小球與地面發(fā)生碰撞的時(shí)間，取豎直向上為正方向，則小球運(yùn)動(dòng)的圖像正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度向下逐漸增大；與地面碰撞時(shí)，速度大小不變，但方向發(fā)生突變；反彈后豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升過(guò)程速度逐漸減小到零。之后再重復(fù)這種運(yùn)動(dòng)。故選D。14．（2021·廣東·高一期中）（多選）如圖所示，一個(gè)籃球從高h(yuǎn)1=5m的籃筐上由靜止開(kāi)始下落，然后以5m/s的速度反彈，向上做加速度大小為10m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。已知籃球與地面碰撞的時(shí)間為0.3s，整個(gè)過(guò)程空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A．籃球第一次落到地面時(shí)的速度大小為10m/sB．籃球與地面碰撞過(guò)程中的加速度大小為50m/s2C．籃球在與地面碰撞后反彈上升的高度為1.75mD．籃球從開(kāi)始下落到反彈至最高點(diǎn)過(guò)程的平均速度大小為1m/s【答案】AB【詳解】A．籃球第一次落到地面時(shí)的速度大小為，故A正確；B．籃球與地面碰撞過(guò)程中的加速度大小為，故B正確；C．籃球在與地面碰撞后反彈上升的高度為，故C錯(cuò)誤；D．籃球從開(kāi)始下落到反彈至最高點(diǎn)的過(guò)程所用時(shí)間為位移大小為此過(guò)程中平均速度大小為，故D錯(cuò)誤。故選AB。15．（2022·黑龍江·穆棱市第二中學(xué)高一期末）（多選）在某地將甲乙兩小球從距離水平地面同一高度處先后釋放，它們做自由落體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。則（）A．時(shí)，兩球的高度相差為40mB．兩球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，距離逐漸變大C．該地區(qū)重力加速度D．乙球釋放時(shí)距離甲球20m【答案】BCD【詳解】A．時(shí)，兩球的高度相差為，A錯(cuò)誤；B．落地之前，甲球相對(duì)乙球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，距離逐漸變大，B正確；C．該地區(qū)重力加速度等于圖像的斜率，C正確；D．乙球釋放時(shí)與甲球的距離為，D正確。故選BCD。16．（2021·上?！じ咭黄谥校┠晨萍拣^中有一個(gè)展品，該展品放在較暗處。有一個(gè)不斷均勻滴水的龍頭（剛滴出的水滴速度為零）在平行光源的照射下，可以觀察到一種奇特的現(xiàn)象∶只要耐心地緩慢調(diào)節(jié)水滴下落的時(shí)間間隔，在適當(dāng)?shù)那闆r下，看到的水滴好象都靜止在各自固定的位置不動(dòng)（如圖中A、B、C、D所示，右邊數(shù)值的單位是cm）。要想出現(xiàn)這一現(xiàn)象，所用光源應(yīng)滿足的條件是∶（g取10m/s2）（）A．普通白熾燈光源即可 B．頻閃發(fā)光，間隔時(shí)間約為0.14sC．頻閃發(fā)光，間隔時(shí)間約為0.16s D．頻閃發(fā)光，間隔時(shí)間約為0.20s【答案】B【詳解】A．普通白熾燈光源，光源是持續(xù)的，水滴反射光是持續(xù)的，人看到的水滴是運(yùn)動(dòng)的，與題意不符，A錯(cuò)誤；BCD．設(shè)光源發(fā)光間隔的時(shí)間為T(mén)，圖中由得只要間隔時(shí)間是T的整數(shù)倍，看到的水滴好象都靜止在各自固定的位置不動(dòng)，CD錯(cuò)誤，B正確。故選B。17．（2021·上?！ね瑵?jì)大學(xué)第二附屬中學(xué)高一期中）如圖所示，在一個(gè)桌面上方有三個(gè)金屬小球a、b、c，離桌面高度分別為h1：h2：h3=3：2：1。若先后順次釋放a、b、c，三球剛好同時(shí)落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為_(kāi)_____：b與a開(kāi)始下落的時(shí)間差______c與b開(kāi)始下落的時(shí)間差。（填“大于”，“等于”，“小于”）【答案】

小于【詳解】[1]下落過(guò)程中，根據(jù)得所以三者到達(dá)桌面得時(shí)間之比為

[2]ab運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之差為bc運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之差為所以b與a開(kāi)始下落的時(shí)間差小于c與b開(kāi)始下落的時(shí)間差。18．伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書(shū)中介紹：“把一桶水放在高處，底部接一根可以噴出細(xì)水流的管子，把噴出的水收集在玻璃杯中。銅球在斜面上的溝槽中滾下來(lái)，仔細(xì)測(cè)量銅球滾過(guò)的距離，并測(cè)量銅球每次滾下過(guò)程中管子噴出水的質(zhì)量，重復(fù)多次?！币源藖?lái)驗(yàn)證落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)的假設(shè)。某組同學(xué)設(shè)置了如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證伽利略的假設(shè)?；瑝K從某一高度由靜止沿斜面下滑。一旦滑塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，就打開(kāi)水箱閥門(mén)，使水箱中的水流到量筒中，滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門(mén)（假設(shè)整個(gè)過(guò)程中水流均勻穩(wěn)定）。改變滑塊起始位置的高度，重復(fù)以上操作。記錄滑塊由靜止起下滑的距離s和相應(yīng)過(guò)程中量筒收集到的水的體積V，所得數(shù)據(jù)如表所示。表次數(shù)12345674.53.93.02.11.50.90.390847262524023.55.65.55.85.55.65.65.4（1）分析表中數(shù)據(jù)，是否可以驗(yàn)證伽利略的假設(shè)______？說(shuō)明理由______。（2）本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來(lái)源可能是什么？說(shuō)出一種______?！敬鸢浮?/p>

可以

見(jiàn)解析

水的流速并不能保持恒定【詳解】（1）[1][2]設(shè)Q表示單位時(shí)間射入量筒的水的體積，根據(jù)題意可知，Q是恒量，量筒收集到的水的體積根據(jù)表格數(shù)據(jù)故對(duì)比初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間關(guān)系，可發(fā)現(xiàn)，分析表中數(shù)據(jù)，可以驗(yàn)證伽利略的假設(shè)。（2）[3]主要誤差來(lái)源可能是水的流速并不能保持恒定。19．（2021·湖北·黃石市第三中學(xué)高一階段練習(xí)）某小組同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。在鐵架臺(tái)頂部裝一電磁鐵，中間裝一可上下移動(dòng)的光電門(mén)，左側(cè)裝一豎直刻度尺，刻度尺零刻度線與電磁鐵下表面對(duì)齊；用電磁鐵吸住一個(gè)質(zhì)量為m的小鋼球，調(diào)節(jié)電磁鐵的位置，使小鋼球釋放后中心位置恰好能通過(guò)光電門(mén)，光電門(mén)可記錄小鋼球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，小鋼球的直徑________mm（2）將小鋼球由靜止釋放，記錄小鋼球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t和光電門(mén)對(duì)應(yīng)刻度尺的刻度值x。多次改變光電門(mén)的位置，得到多組和的數(shù)據(jù)，該小組同學(xué)想通過(guò)圖像求出重力加速度，為了讓圖線是直線，該小組同學(xué)以x為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)y應(yīng)為_(kāi)_______。A．t

B．

C．

D．（3）按（2）中建