2-4-自由落体运动(分层作业)(解析版)-高一物理同步备课

第4节自由落体运动自由落体运动1．关于自由落体运动，下列说法正确的是（）A．物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B．如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可以看成自由落体运动C．一个棉花团由静止开始下落的运动是自由落体运动D．雨滴经过窗子的这段运动可以看作是自由落体运动【答案】B【详解】A．自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，该选项中没有明确物体只受重力作用，故A错误；B．如果空气阻力可以忽略不计，从静止开始下落的运动可以看成自由落体运动，B正确，C．一个棉花团由静止开始下落时，受到的空气阻力不可忽略，则其运动不是自由落体运动，C错误。D．雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零，因而不是自由落体运动，D错误；故选B。2．下列对物体做自由落体运动的说法中正确的是（）A．物体自由下落时，速度为0，加速度也为0B．物体下落过程中速度增大，加速度大小保持不变，方向改变C．物体下落过程中，速度和加速度同时增大D．物体下落过程中，加速度是个恒量【答案】D【详解】A．物体自由下落时，速度和加速度均不为0，初速度为0，故A错误；BCD．物体下落过程中速度增大，加速度大小保持不变，方向也不变，始终竖直向下，为恒量，故BC错误，D正确。故选D。探究自由落体加速度3．某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．请完成以下主要实验步骤：按图安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物填“靠近”或“远离”计时器下端；，，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．图和是实验获得的两条纸带，应选取填“”或“”来计算重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和【答案】靠近；接通电源；释放纸带；b；纸带与限位孔间的摩擦【详解】重物靠近打点计时器下端，可在纸带上打下更多的点，提高纸带利用率．为了能在纸带上打下尽可能多的点，且避免因打点计时器在接通电源后工作状态不稳而引起的误差，要求先接通电源，待计时器工作稳定后再释放纸带．比较图与可知，图中重物做匀加速运动，而图中重物先加速后减速，故应选用．除了空气阻力外，纸带与限位孔间的摩擦也是阻力的主要来源，另外，两限位孔不在同一竖直线上，纸带不竖直等因素也会增大阻力．4．在“用电火花计时器测当地重力加速度”的实验中。（1）需要的电源为（填交流或直流）电源（频率50Hz），电压为V。（2）实验时下面的步骤先后顺序是。A．先释放纸带，后接通打点计时器B．先接通打点计时器，后释放纸带（3）已知纸带上记录的点为打点计时器打的点，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为m/s，所测得的重力加速度大小为m/s2.（计算结果均保留三位有效数字）（4）若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因。【答案】交流220B1.179.75重物下落过程中受到空气阻力【详解】（1）[1]需要的电源为交流；[2]电压为220V；（2）[3]A．先释放纸带，后接通打点计时器，A错误；B．先接通打点计时器，后释放纸带，B正确。故选B；（3）[4]打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为[5]所测得的重力加速度大小为（4）[6]重物下落过程中受到空气阻力作用。自由落体运动的规律及应用5．唐代诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景，如果三尺为1m，则水落地时的速度约为（设初速度为0）（）A．100m/s B．100m/sC．200m/s D．200m/s【答案】B【详解】水下落高度h=1000m，g取10m/s2，由v=2gh得vt==m/s=100m/s故选B。6．从塔顶自由下落一小石子，它在最后1s内的位移是30m，则（）A．石子的末速度是30m/s B．石子的末速度是35m/sC．石子下落的时间是3s D．石子下落的时间是4s【答案】B【详解】设石块下落时间为t，石块下落时的高度为x，最后1s前下落的高度为x′，则有；；联立解得：石块落地时的速度是故选B。7．跳水运动员训练时从5m跳台双脚朝下由静止开始自由落下。某同学利用手机的连拍功能连拍了多张照片，测得其中两张连续的照片中，运动员双脚离水面的高度分别为3.2m和1.8m。取，手机连拍时间间隔是（）A．0.16s B．0.20s C．0.24s D．0.28s【答案】B【详解】由题意可知两张照片中运动员下降的高度分别为；设拍摄第一张照片时下落的时间为t，时间间隔为，则有；联立解得故选B。8．“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。某瀑布下落高度约为，若把水的下落近似简化为自由落体，g取。则下列计算结果正确的是（）A．瀑布中的水下落的时间约为B．瀑布中的水下落的时间约为C．混布中的水下落的末速度约为D．瀑布中的水下落的末速度约为【答案】D【详解】AB．由得故AB错误；CD．由得故C错误，D正确。故选D。9．从某处释放一粒石子，经过2s后再从同一地点释放另一粒石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将（）A．保持不变 B．不断增大 C．不断减小 D．有时增大，有时减小【答案】B【详解】设第二粒石子运动的时间为，两粒石子间的距离为可知在它们落地之前，两粒石子间的距离将不断增大，故ACD错误，B正确。故选B。10．一物体从离地面高处做自由落体运动（g取），则下列说法错误的是（）A．物体运动后落地B．物体落地时的速度大小为C．物体在落地前最后内的位移为D．物体在整个下落过程中的平均速度为【答案】D【详解】A．由自由落体运动规律得选项A正确，不符合题意；B．落地速度选项B正确，不符合题意；C．落地前最后内的位移选项C正确，不符合题意；D．物体在整个下落过程中的平均速度选项D错误，符合题意。故选D。11．如图所示，甲同学两个手指捏住木尺一端，乙同学在木尺另一端零刻度处做据尺准备，当乙看到甲放手时，尺子自由下落，他立即去捏木尺，发现所握处刻度值为20cm，则乙的反应时间（）A．0.2s B．0.1s C．2s D．0.5s【答案】A【详解】在反应时间内，木尺下落的高度h=20cm，根据，解得乙的反应时故选A。12．如图所示是用频闪周期为Δt的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（）A．苹果下落的加速度大小一定为B．羽毛下落到C点的速度大小为C．一段时间后苹果和羽毛还在同一水平线D．一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5【答案】BC【详解】A．只有当A位置是下落的初始位置时可得苹果下落的加速度大小为故A错误；B．羽毛下落到C点的速度大小为故B正确；C．真空中苹果和羽毛都做自由落体运动，二者始终在同一高度，故C正确；D．只有当A位置是下落的初始位置时才一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5，故D错误。故选BC。13．某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．①请指出该同学在实验操作中存在的明显错误或不当（指出一处即可）：②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5．若打点的周期为T，则打E点时重物速度的表达式为vE＝；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方（v2）与距离（h）的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g＝m/s2．【答案】打点计时器用了直流电或释放重物前重物未靠近打点计时器9.4【详解】①打点计时器应接交流电源，重物释放时应紧靠打点计时器；②利用匀变速直线运动的推论，v2＝2gh，速度的二次方v2与距离（h）的关系图线的斜率为18.8，所以g＝9.4m/s2．14．小明同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连。（1）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间、，测出两光电门间的高度差，小球直径为，则测得小球经过光电门A时的速度为，测得的重力加速度（用测得的物理量的符号表示）；（2）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间。保持光电门A的位置不变，多次改变光电门B的位置，每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电门间的高度差及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，求出每次的，作出图像如图乙所示，若图像斜率为，纵坐标截距为，则小球经过光电门A时的速度为，当地的重力加速度大小为。【答案】【详解】（1）[1]测得小球经过光电门A时的速度为[2]根据运动学公式有解得（2）[3][4]由于小球释放的位置离光电门A的位置恒定，因此每次通过光电门A的速度一定，则有整理可得根据图像可得，则小球经过光电门A时的速度为当地的重力加速度大小为15．（2021年湖北卷高考真题）2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人