人教版高中物理必修第一册第二章匀变速直线运动的研究4自由落体运动练习含答案

4.自由落体运动课后训练巩固提升基础巩固1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展()A.亚里士多德 B.伽利略C.牛顿 D.爱因斯坦答案:B解析:在物理学发展史上,伽利略首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来。2.航天员登上月球后,在登月舱外由某一高度同时释放一个氢气球和铅球。若铅球与氢气球大小相同,则按我们所学的知识,应观察到的现象是()A.氢气球将加速上升,铅球加速下落B.氢气球和铅球都下落,铅球先落到月球表面C.氢气球和铅球都下落,氢气球先落到月球表面D.氢气球和铅球都下落,且同时落到月球表面答案:D解析:月球上没有空气,故登月舱外为真空,氢气球和铅球都做自由落体运动,在月球上的重力加速度相同,且两者下落的高度相同,故下落时间相同,故D正确,A、B、C错误。3.(多选)下图是测量人的反应时间的小实验,乙同学在甲同学的大拇指与食指之间的正上方捏住一把直尺,甲同学的大拇指与食指之间距离较小(约3cm),乙同学突然放开尺子,甲同学尽快用手指去夹住。下列表述正确的有()A.该实验测的是甲同学的反应时间B.该实验测的是乙同学的反应时间C.实验原理是h=12gtD.实验原理是vt=gt答案:AC解析:题图中上方的手是释放直尺者的,下方的手是受测者的,所以测的是甲同学的反应时间,故A正确,B错误;由h=12gt2知,受测者的反应时间只与下落的高度有关,故C正确,D4.某瀑布中的水下落时间是4s,若把水的下落近似简化为自由落体运动,g取10m/s2,下列计算结果正确的是()A.瀑布高度大约是20m B.瀑布高度大约是80mC.瀑布高度大约是160m D.瀑布高度大约是500m答案:B解析:由x=12gt2知,x=12×10×42m=805.登上月球的航天员利用频闪仪(频率为20Hz)给自由下落的小球拍照,所拍的频闪照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则月球表面的重力加速度为多少?(保留两位有效数字)答案:1.6m/s2解析:小球每两个相邻位置的时间差T=120s=0.05由vn=sn+vB=hAC2T=1.60×vE=hDF2T=(7.20所以g=vE-vB3T=0.4-6.某校物理兴趣小组,为了了解高空坠物的危害,在做好安全警示和防护措施的情况下,将一只鸡蛋从高楼上由静止释放,让其自由下落,经过4s鸡蛋刚好着地。忽略空气阻力的作用,g取10m/s2。求:(1)开始下落第1s末鸡蛋的速度大小;(2)鸡蛋释放时距离地面的高度;(3)鸡蛋在下落过程中的平均速度大小。答案:(1)10m/s(2)80m(3)20m/s解析:(1)由v=gt可得第1s末的速度为v=gt1=10×1m/s=10m/s。(2)由x=12gt2x=12×10×16m=80m(3)下落过程的平均速度为v=xt=804能力提升1.钢球A自塔顶自由落下2m时,钢球B自离塔顶竖直距离为6m的距离处自由落下,两钢球同时到达地面,不计空气阻力,g取10m/s2,则塔高为()A.24m B.15m C.12m D.8m答案:D解析:设钢球A下落h1=2m时达到的速度为v1,则有v1=gt1,h1=12gt12,解得v1=210m/s。设A、B同时下落的时间为t,则有h1+(v1t+12gt2)=h2+12gt2,将h2=6m代入解得t=210s,所以塔高h=h2+122.从某一高度处释放一小球甲,经过0.5s从同一高度处再释放小球乙,在两小球落地前,则()A.它们间的距离保持不变B.它们间的距离不断减小C.它们间的速度之差不断增大D.它们间的速度之差保持不变答案:D解析:两球下落距离之差Δx=12gt2-12g(t-0.5s)2,可见两球落地之前它们之间的距离不断增大,故A、B均错;又因为速度之差Δv=gt-g(t-0.5s)=0.5s×g,可见C错3.小球从空中某处从静止开始自由下落,与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处,此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示,则()A.在下落和上升两个过程中,小球的加速度不同B.小球开始下落处离地面的高度为0.8mC.整个过程中小球的位移为1.0mD.整个过程中小球的平均速度大小为2m/s答案:B解析:v-t图像斜率相同,即加速度相同,所以选项A错误;0~0.4s内为自由落体过程,通过的位移即为高度0.8m,选项B正确;前0.4s自由下落0.8m,后0.2s反弹向上运动0.2m,所以整个过程小球位移为0.6m,选项C错误;整个过程小球的平均速度大小为1m/s,选项D错误。4.2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为“天问系列”,首次火星探测任务被命名为天问一号,后续行星任务依次编号。假设未来的某一天,航天员在火星上距火星表面18m高处由静止释放一重物,测得重物经过3s落到火星表面,忽略火星上的大气阻力,下列说法正确的是()A.火星表面的重力加速度大小为4m/s2B.重物落地时的速度大小为8m/sC.重物落地前的1s内位移大小为8mD.重物下落过程中,任意相邻1s内的位移之差为2m答案:A解析:根据位移公式有h=12g't2,解得g'=2ht2=4m/s2,A正确;根据速度公式有v=g't=12m/s,B错误;重物在前2s内的位移大小为x1=12g't12=8m,则其在落地前1s内的位移大小为Δh=h-h'=10m,C错误;重物下落过程中,任意相邻1s内的位移之差Δ5.在离地面7.2m处,手提2.2m长的绳子的上端如图所示,在绳子的上下两端各拴一小球,放手后小球自由下落,绳子的质量不计,球的大小可忽略,g取10m/s2。(1)两小球落地时间相差多少?(2)B球落地时A球的速度多大?答案:(1)0.2s(2)10m/s解析:(1)设B球落地所需时间为t1由于h1=1则t1=2h1g=2×设A球落地时间为t2由于h2=12gt22则t2=2h2g所以两小球落地的时间差为Δt=t2-t1=0.2s。(2)当B球落地时,A球的速度与B球的速度相等。即vA=vB=gt1=10×1m/s=10m/s。6.特技跳伞要求队员在2200m的高度离开飞机,在不开伞自由落体的情况下完成规定表演动作。跳伞中某队员自由落体速度达到最大速度70m/s后,调整姿势匀速下落,在距地面1000m时打开降落伞匀减速下落,落地速度恰好为零。g取10m/s2,求:(1)匀速下落的距离;(2)匀减速下落过程的加速度大小;(3)跳伞过程的总时间(结果保留三位有效数字)。答案:(1)955m(2)2.45m/s2(3)49.2s解析:(1)自由落体运动过程,有v=