【與名師對話】2021年秋高中物理必修一練習(xí)：第二章-勻變速直線運動的研究-2.5-6

5.自由落體運動6．伽利略對自由落體運動的爭辯(本欄目內(nèi)容，在同學(xué)用書中分冊裝訂！)1．關(guān)于自由落體運動，以下說法正確的是()A．物體豎直向下的運動確定是自由落體運動B．自由落體運動是初速度為零、加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動C．物體只在重力作用下從靜止開頭下落的運動叫自由落體運動D．當(dāng)空氣阻力的作用比較小，可以忽視不計時，物體從靜止自由下落可視為自由落體運動解析：自由落體運動是物體只在重力作用下從靜止開頭下落的運動，它是一種初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動，假如空氣阻力的作用比較小，可以忽視不計，物體的自由下落可以看作自由落體運動，所以B、C、D正確，A不正確．答案：BCD2．伽利略認(rèn)為自由落體運動應(yīng)當(dāng)是最簡潔的變速運動，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解析：伽利略認(rèn)為速度的均勻增加意味著速度與時間成正比，又從數(shù)學(xué)上推導(dǎo)出位移與時間的二次方成正比．答案：AD3．請你回顧伽利略探究物體自由下落規(guī)律的過程，判定下列哪個過程是伽利略的探究過程？()A．猜想—問題—數(shù)學(xué)推理—試驗驗證—合理外推—得出結(jié)論B．問題—猜想—試驗驗證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論C．問題—猜想—數(shù)學(xué)推理—試驗驗證—合理外推—得出結(jié)論D．猜想—問題—試驗驗證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論解析：伽利略探究物體下落規(guī)律的過程是：質(zhì)疑——大、小石塊捆在一起下落得出沖突的結(jié)論；猜想——落體運動是最簡潔的運動，速度與時間成正比；數(shù)學(xué)推理——假如v∝t，則有x∝t2；試驗驗證——設(shè)計出斜面試驗并進行探究，得出光滑斜面上滑下的物體的運動規(guī)律x∝t2；合理外推——將光滑斜面上滑下的物體的運動規(guī)律x∝t2推廣到落體運動．從探究的過程看，C正確．答案：C4．如圖所示，能反映自由落體運動的是()解析：自由落體運動中位移與時間的平方成正比，x-t圖象為開口向上的拋物線，A、B項都錯；速度與時間成正比，C項錯，D項對．答案：D5．“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”是唐代詩人李白描寫廬山瀑布的佳句．某瀑布中的水下落時間是4s，若把水的下落近似簡化為自由落體運動，g取10m/s2，則下列計算結(jié)果正確的是()A．瀑布高度大約是20m B．瀑布高度大約是80mC．瀑布高度大約是160m D．瀑布高度大約是500m解析：由x＝eq\f(1,2)gt2知：x＝eq\f(1,2)×10×42m＝80m，B正確．答案：B6．甲物體的質(zhì)量是乙物體質(zhì)量的3倍，它們在同一高度同時自由下落，則下列說法正確的是()A．甲比乙先著地B．甲比乙的加速度大C．甲與乙同時著地D．甲與乙的加速度一樣大解析：甲、乙在同一地方，它們下落的加速度均為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，因此B錯，D對．又由于甲、乙從同一高度同時落下，據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2得，兩物體同時落地，A錯，C對．答案：CD7．從某一高處釋放一小球甲，經(jīng)過0.5s從同一高處再釋放小球乙，在兩小球落地前()A．它們間的距離保持不變B．它們間的距離不斷減小C．它們間的速度之差不斷增大D．它們間的速度之差保持不變解析：兩球下落距離之差：Δx＝eq\f(1,2)gt2－eq\f(1,2)g(t－0.5)2＝eq\f(1,2)g(t－eq\f(1,4))，可見兩球落地之前它們之間的距離不斷增大，故A、B均錯；又由于速度之差：Δv＝gt－g(t－0.5)＝0.5g，可見C錯，D對．答案：D8．物體從某一高度自由落下，到達(dá)地面時的速度與在一半高度時的速度之比是()A.eq\r(2)∶2 B.eq\r(2)∶1C．2∶1 D．4∶1解析：由v2＝2gh知v＝eq\r(2gh)，所以v1∶v2＝eq\r(2)∶1.答案：B9．從樓頂自由下落的小球經(jīng)過一窗戶頂部和底部時的速度分別是4m/s和6m/s，求該窗戶的高．(g取10m/s2)解析：依據(jù)v2－veq\o\al(2,0)＝2gh得h＝eq\f(v2－v\o\al(2,0),2g)＝1m，即窗戶的高度為1m.答案：1m10.如圖所示，A、B兩小球用長為L的細(xì)線連接懸掛在空中，A距湖面高度為H，釋放小球，讓它們自由落下，測得它們落水聲相差Δt.假如球A距湖面的高度H減小，那么Δt將()A．增大 B．不變C．減小 D．無法推斷解析：B落水時，A、B的速度為v＝eq\r(2gH－L)，A再落水時有L＝vΔt＋eq\f(1,2)gΔt2.由兩式可知H減小，v變小，則Δt增大．答案：A11.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.依據(jù)圖中的信息，下列推斷正確的是()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)解析：從位置“1”開頭連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為2∶3∶4∶5∶…所以位移“1”不是小球釋放的初始位置，A錯誤；由于連續(xù)相等時間間隔內(nèi)位移之差Δx＝d＝aT2，所以a＝eq\f(d,T2)，小球在位置“3”的速度為v3＝eq\f(3d＋4d,2T)＝eq\f(7d,2T)，B、C、D正確．答案：BCD12．如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開頭自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度．(1)所需器材有打點計時器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需________(填字母代號)中的器材．A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺C．溝通電源、天平及砝碼D．溝通電源、毫米刻度尺(2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高試驗的精確?????程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v－t圖象外，還可作________圖象，其縱軸表示的是________，橫軸表示的是________．解析：(1)打點計時器應(yīng)接溝通電源，重物質(zhì)量無需測量，應(yīng)測量下落距離，故D正確．(2)由v2＝2gh得eq\f(v2,2)＝gh，eq\f(v2,2)－h(huán)圖線的斜率為g.答案：(1)D(2)eq\f(v2,2)－h(huán)速度平方的二分之一重物下落的高度13．從離地面500m的空中自由落下一個小球，g取10m/s2，求小球：(1)經(jīng)過多長時間落到地面？(2)自開頭下落計時，在第1s內(nèi)的位移、最終1s內(nèi)的位移．(3)下落時間為總時間的一半時的位移．解析：(1)由h＝eq\f(1,2)gt2，得落地時間t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×500,10))s＝10s(2)第1s內(nèi)的位移h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×10×12m＝5m前9s內(nèi)的位移h9＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,9)＝eq\f(1,2)×10×92m＝405m所以，最終1s內(nèi)的位移h10＝h－h(huán)9＝500m－405m＝95m(3)落下一半時間即t′＝5s，其位移為h5＝eq\f(1,2)gt′2＝eq\f(1,2)×10×52