2025版新教材高中物理课时分层作业十自由落体运动新人教版必修第一册

课时分层作业(十)自由落体运动A组基础巩固练1．(多选)下列关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是()A．竖直向下的运动肯定是自由落体运动B．熟透的苹果从树枝起先自由下落的运动可被视为自由落体运动C．相同地点，轻、重物体的g值一样大D．g值在赤道处大于在北极处2．唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景．假如三尺为1m，则水落到地面的速度约为(设初速度为零，忽视空气阻力，重力加速度g取10m/s2)()A．100m/sB．140m/sC．200m/sD．300m/s3．如图所示，质量不同的两个小球从同一高度同时做自由落体运动，则()A．质量大的下落得快B．质量小的下落得快C．两球下落的时间相同D．两球下落的加速度不同4．如图所示，四个小球在离地面不同高度处，同时由静止释放，不计空气阻力．从某一时刻起，每隔相等的时间间隔小球依次遇到地面，则刚起先运动时各小球相对地面的位置可能是()5．(多选)伽利略在探讨自由落体运动时，主要遇到了两个问题：①无精确的计时仪器；②没有测瞬时速度的工具．关于伽利略解决上述问题的方法，下列说法正确的是()A．利用x∝t2替代v∝t解决了问题①B．利用x∝t2替代v∝t解决了问题②C．利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题①D．利用x∝t替代v∝t解决了问题②6．(多选)为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由下落至地面(不计空气阻力，重力加速度为已知)，测出下列哪个物理量就可以计算出楼房的高度()A．石块下落到地面的总时间B．石块落地前瞬间的速度C．石块下落第1s内的位移D．石块通过最终1m位移所用的时间7．许多智能手机都有加速度传感器，它能感知和测量加速度，使我们更加便利直观地相识物体的运动．为了记录手机自由下落时的加速度图像，先用手水平托着手机，打开数据记录开关，手掌快速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后在下方接住手机，视察手机屏幕上加速度传感器的图像，如图所示．从图中可以看到，图线上有一段时间的数值是－10m/s2，有一小段时间的数值突变为19m/s2，下列说法正确的是()A．测得手机做自由落体运动的加速度是－10m/s2，方向向下B．测得手机做自由落体运动的加速度是10m/s2，方向向下C．测得手机做自由落体运动的加速度是19m/s2，方向向上D．测得手机做自由落体运动的加速度是9m/s2，方向向上8．(多选)宋代朱淑贞在《对景漫成》中用诗句“枫叶醉红秋色里，两三行雁夕阳中”描写了秋天枫叶下落的情景．有一片枫叶在飒飒秋风中飘然落下，下落的高度为9.6m，历经的时间是1.6s，取重力加速度大小g＝10m/s2，则下列说法正确的是()A．枫叶下落不行以看成自由落体运动B．枫叶下落的轨迹肯定是直线C．枫叶刚着地时瞬时速度可能等于6m/sD．枫叶的平均速度可能小于6m/s9．如图是悬崖跳水运动员从悬崖跳水时的照片．一位视察者测出，跳水者遇到水面前在空中下落了3.0s，跳水运动员可视为质点，在空中的运动可看作自由落体运动．求：(g＝10m/s2)(1)悬崖的高度；(2)下落过程的平均速度；(3)跳水者入水时的速度大小．B组实力提升练10.如图所示，A、B两小球用等长的细线悬挂在倾角为30°的直杆上．现同时剪断细线，A球比B球晚落地0.2s．B球与地面的高度差h＝5m(不计空气阻力，g取10m/s2).则()A．A球与地面的高度差为6mB．A、B两小球释放前相距4.4mC．若先剪断悬挂B球的细线，A、B两球有可能同时落地D．下落过程中，A球的速度改变率比B球的大11．[2024·辽宁试验中学高一月考]某人在室内以窗户为背景拍摄照片时，恰好把从房檐落下的一个石子拍摄在照片中，石子可看成质点，形成如图所示画面．画面中的一条线就是石子运动痕迹．痕迹长为0.5cm，已知曝光时间为0.01s，实际长度为120cm的窗户在照片中长度为3.0cm.请计算石子是从距窗户顶端约多高的地方落下来的()A．20mB．30mC．2mD．4m12.某同学利用自由落体运动测量重力加速度，试验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50.0Hz的沟通电源上．使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹．挑出点迹清楚的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点．分别测出相邻计数点之间的距离x1，x2，…，x7，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度．在坐标纸上建立v­t坐标系，依据重锤下落的速度作出v­t图线并求重力加速度．(1)图2为纸带的一部分，打点3时，重锤下落的速度v3＝________m/s(结果保留3位有效数字).(2)除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度v3对应的坐标点，并作出v­t图线．(3)依据图3，试验测得的重力加速度g＝________m/s2(结果保留3位有效数字).(4)某同学居家学习期间，留意到一水龙头距地面较高，而且发觉通过调整水龙头阀门可实现水滴逐滴下落，并能限制相邻水滴起先下落的时间间隔，还能听到水滴落地时发出的嘹亮声音．于是他安排利用手机的秒表计时功能和刻度尺测量重力加速度．为精确测量，请写出须要测量的物理量及对应的测量方法．________________________________________________________________________________________________________________________________________________.13．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，球的大小可忽视，g取10m/s2).求(1)两小球落地时间差；(2)B球落地时A球的速度．14.如图所示，直杆长l1＝0.5m，圆筒高l2＝3.7m．直杆位于圆筒正上方H＝0.8m处．直杆从静止起先做自由落体运动，并能竖直穿过圆筒(g取10m/s2)，求：(1)直杆下端刚到圆筒上端的时间；(2)直杆穿越圆筒所用的时间．自由落体运动1．解析：A错：物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用；B对：熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力的作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽视该阻力，故可将该运动视为自由落体运动；C对：相同地点，重力加速度相同，与质量无关；D错：赤道处g值小于北极处．答案：BC2．解析：依据v2＝2gh得v＝eq\r(2×10×1000)m/s＝1.4×102m/s，故选项B正确．答案：B3．解析：两小球都做自由落体运动，加速度都为重力加速度g，因此两小球下落得快慢相同，故A、B、D错误；依据自由落体运动的公式x＝eq\f(1,2)gt2可知t＝eq\r(\f(2x,g))，故两个小球同时落地，故C正确．答案：C4．解析：可以将四个小球的运动等效为一个小球的运动，且每隔相等时间间隔记录一次小球的位置．采纳逆向分析法，小球的运动时间之比为1∶2∶3∶4，则位移之比为1∶4∶9∶16，比照图可知，选项C是可能的情景．答案：C5．解析：A、D错，B对：伽利略认为，假如物体的初速度为零，而且速度随时间的改变是匀称的，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间匀称改变．C对：滴水计时不能测量自由落体运动所用的较短时间，伽利略采纳了一个奇妙的方法来“冲淡”重力，他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，铜球在斜面上运动的加速度要比竖直下落的加速度小得多，通过相同距离所用时间长，简单测量．答案：BC6．解析：由公式h＝eq\f(1,2)gt2可知，选项A正确；依据v2＝2gh可知，选项B正确；依据h＝eq\f(1,2)gt2知只测出第1s内的位移，不能计算出总高度，选项C错误；依据h＝eq\f(1,2)gt2和h－1＝eq\f(1,2)g(t－t′)2可知，选项D正确．答案：ABD7．解析：依据题意可知，手机先做自由落体运动，用手接住手机时做减速运动，由题中数据可知，向上为正方向，则手机做自由落体运动的加速度是－10m/s2，方向向下．故选A.答案：A8．解析：若枫叶下落做自由落体运动，则1.6s下落的高度为h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×1.62m＝12.8m，故枫叶下落不行以看成自由落体运动，轨迹也不肯定是直线，故A正确，B错误；枫叶的位移肯定大于9.6m，平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)>eq\f(9.6,1.6)m/s＝6m/s，枫叶刚着地时的瞬时速度可能等于6m/s，故C正确，D错误．故选AC.答案：AC9．解析：(1)悬崖的高度h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×3.02m＝45m.(2)下落过程的平均速度．eq\x\to(v)＝eq\f(h,t)＝eq\f(45,3)m/s＝15m/s.(3)跳水者入水时的速度大小v＝gt＝3×10m/s＝30m/s.答案：(1)45m(2)15m/s(3)30m/s10．解析：B落地的时间为tB，依据自由落体运动规律可得h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))，解得tB＝1s，则A落地的时间为tA＝tB＋0.2s＝1.2s，则A球与地面的高度差为hA＝eq\f(1,2)gteq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))＝7.2m，A错误；A、B两小球释放前的高度差为Δh＝hA－h＝2.2m，杆的倾角为30°，A、B两小球释放前相距s＝eq\f(Δh,sin30°)＝4.4m，B正确；B球离地高度更小，若先剪断悬挂B球的细线，A、B两球不行能同时落地，C错误；速度的改变率即加速度，两小球在下落过程中加速度相同，均为重力加速度，D错误．故选B.答案：B11．解析：设在曝光时间0.01s内，石子实际下落的距离为x，由题意得eq\f(3cm,120cm)＝eq\f(0.5cm,x)，解得x＝20cm.曝光时间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，石子在这0.01s内的速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.2,0.01)m/s＝20m/s，石子做自由落体运动，有2gh＝v2，解得h≈20m，故选A项．答案：A12．解析：(1)打点计时器接在频率为50.0Hz的沟通电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间为t＝2×0.02s＝0.04s，纸带做自由落体运动，打点3时的瞬时速度等于点2到点4之间的平均速度，由纸带数据可知v3＝eq\f(x24,2t)＝eq\f(（3.83＋5.36）×10－2,2×0.04)m/s＝1.15m/s.(2)做出图像如图所示(3)依据v＝gt，可知g＝eq\f(v,t)，依据vt图像可知其斜率为重力加速度，则有g＝eq\f(2.7－0.35,0.24)m/s2＝9.79m/s2.(4)须要测量的物理量：水滴下落的高度h和下落的时间t.测量h的方法：用刻度尺测量水龙头出水口到地面的高度，多次测量取平均值；测量t的方法：调整水龙头阀门，使一滴水起先下落的同时，恰好听到前一滴水落地时发出的嘹亮声音．用手机测量n滴水下落的总时间tn，则t＝eq\f(tn,n).由h＝eq\f(1,2)gt2可得g＝eq\f(2n2h,teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(n)))．答案：(1)1.15(2)见解析(3)9.79(4)见解析13．解析：(1)对B球，依据自由落体运动规律得h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，其中h1＝h－l＝5m，代入数据解得t1＝1s；对A球，依据自由落体运动规律得h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，代入数据解得t2＝1.2s.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，由v＝gt1得，v＝10×1m/s＝10m/s.答案：(1)0.2s(2)10m/s14．解析：