1.(多選)(2017·濟南高一檢測)關於自由落體運動,下列說法正確的是( )
a.初速度為零、豎直向下的勻加速直線運動是自由落體運動
b.僅在重力作用下的運動叫自由落體運動
c.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫自由落體運動
d.當空氣阻力的作用較小,可以忽略不計時,物體由靜止開始自由下落的運動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由靜止開始下落的運動,它的初速度為零。若空氣阻力比較小,可以忽略不計時,物體由靜止開始自由下落可視為自由落體運動。故正確答案為c、d。
答案: cd
2.在真空中,將蘋果和羽毛同時從同一高度由靜止釋放,下列頻閃**中符合事實的是( )
解析: 在真空中物體只受重力作用,且從靜止開始下落,滿足自由落體運動條件,故a=g,又h=gt2,由於蘋果和羽毛從同一高度同時下落,則任意時刻都在同一高度,且是加速,所以頻閃間距不斷變大,故c正確。
答案: c
3.(多選)關於自由落體運動,下列說法中正確的是( )
a.它是豎直向下的v0=0、a=g的勻加速直線運動
b.在開始連續的三個1 s內位移之比為1∶3∶5
c.在開始連續的三個1 s末速度之比為1∶2∶3
d.從開始運動起下落三段連續相等的位移所用時間之比是1∶2∶3
解析: 由自由落體運動的特點可知,a正確。由公式x=gt2及v=gt可得b、c正確。通過連續相等位移所用時間之比為1∶(-1)∶(-)∶…,故d錯誤。
答案: abc
4.乙個物體從45 m高的地方自由下落,到達地面時的速度是多大?下落最後1 s內的位移是多大?(g取10 m/s2)
解析: 由v2=2gh得物體到達地面時的速度
v==m/s=30 m/s
物體落地1 s前的速度
v0=v-gt=30 m/s-10 m/s=20 m/s
故下落最後1 s內的位移
h′=v0t+gt2=20×1 m+×10×12 m=25 m。
答案: 30 m/s 25 m
[課時作業]
(本欄目內容,在學生用書中以獨立形式分冊裝訂!)
一、選擇題(1~5題只有乙個選項符合題目要求,6~8題有多個選項符合題目要求)
1.(2017·濱州高一檢測)關於自由落體運動,下列說法正確的是( )
a.物體從靜止開始下落的運動就叫作自由落體運動
b.自由落體運動是物體不受任何作用力的運動
c.從靜止開始下落的小鋼球,因受空氣阻力作用,不能看成自由落體運動
d.從樹上落下的樹葉,因受空氣阻力作用,不能看成自由落體運動
解析: 根據自由落體運動的條件,即初速度為0,只受重力作用,選項a、b錯誤;從靜止下落的小鋼球,所受空氣阻力遠小於重力,可看成自由落體運動,選項c錯誤;從樹上落下的樹葉,所受空氣阻力較大,不能看成自由落體運動,選項d正確。
答案: d
2.如圖所示,質量不同的兩個小球從同一高度同時做自由落體運動,則( )
a.質量大的下落得快
b.質量小的下落得快
c.兩球下落的時間相同
d.兩球下落的加速度不同
解析: 兩小球都做自由落體運動,加速度都為重力加速度g,因此兩小球下落的快慢相同,選項a、b、d錯誤;根據自由落體運動的公式h=gt2,t=,知落地時間與質量無關,所以兩個物體同時落地,故c正確。
答案: c
3.請你回顧伽利略**物體自由下落規律的過程,判斷下列哪個過程是伽利略的**過程( )
a.猜想——問題——數學推理——實驗驗證——合理外推——得出結論
b.問題——猜想——實驗驗證——數學推理——合理外推——得出結論
c.問題——猜想——數學推理——實驗驗證——合理外推——得出結論
d.猜想——問題——實驗驗證——數學推理——合理外推——得出結論
解析: 伽利略**物體自由下落規律的過程如下。問題:
大、小石塊捆在一起下落得出矛盾的結論——猜想:落體運動是最簡單的變速運動,速度與時間成正比——數學推理:如果v∝t,則有x∝t2——實驗驗證:
設計出斜面實驗並進行**,得出光滑斜面上滑下的物體的運動規律x∝t2——合理外推:將光滑斜面上滑下的物體的運動規律x∝t2推廣到落體運動——得出結論。c正確。
答案: c
4.下列各圖中,以豎直向上為正方向,其中表示物體做自由落體運動的是( )
解析: v的方向向下,為負,且v∝t,易知b正確。
答案: b
5.圖甲是某研究者在地面上拍攝的小球做自由落體運動的頻閃**。假設在月球上使用相同的裝置,並保持頻閃光源閃光的時間間隔不變,拍攝小球在月球表面做自由落體運動的頻閃**,可能是圖乙中的( )
解析: 由h=gt2知g越小,相同的頻閃時間內h越小,c正確。
答案: c
6.(2017·廣州學業水平考試)如圖所示是測量人的反應時間的小實驗,乙同學在甲同學的大拇指與食指之間的正上方捏住一把直尺,甲同學的大拇指與食指之間距離較小(約3 cm),乙同學突然放開尺子,甲同學盡快用手指去夾住。下列表述正確的有( )
a.測的是甲同學的反應時間
b.測的是乙同學的反應時間
c.實驗原理是h=gt2
d.實驗原理是v=gt
解析: 題圖中上方的手是釋放直尺者的,下方的手是受測者的,所以測的是甲同學的反應時間,故a正確,b錯誤;由h=gt2知,受測者的反應時間只與下落的高度有關,故c正確,d錯誤。
答案: ac
7.物體從離地面45 m高處做自由落體運動,則下列選項中正確的是(g取10 m/s2)( )
a.物體運動3 s後落地
b.物體落地時的速度大小為30 m/s
c.物體在落地前最後1 s內的位移為25 m
d.物體在整個下落過程中的平均速度為20 m/s
解析: 由h=gt2得
t==3 s,
最後一秒內位移
δh=gt-gt=25 m,
落地速度:v=gt=30 m/s。
全程的平均速度:
==m/s=15 m/s。
則a、b、c正確。
答案: abc
8.對於自由落體運動,下列說法正確的是( )
a.在1 s內、2 s內、3 s內的位移之比是1∶3∶5
b.在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是1∶2∶3
c.在第1 s內、第2 s內、第3 s內的平均速度之比是1∶4∶9
d.在相鄰兩個1 s內的位移之差都是9.8 m
解析: 自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動,由h=gt2可知在1 s內、2 s內、3 s內的位移之比是1∶4∶9,a項錯。由v=gt可知,b項正確。
第1 s內、第2 s內、第3 s內的平均速度分別等於0.5 s、1.5 s、2.
5 s時刻的速率,所以平均速度之比是1∶3∶5,c項錯。相鄰兩個1 s內的位移之差δh=gt2=9.8 m,所以d項正確。
故選b、d。
答案: bd
二、非選擇題
9.如圖所示,將打點計時器固定在鐵架台上,使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可以測量重力加速度。
(1)所需器材有打點計時器(帶導線)、紙帶、複寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物,此外還需________中的器材。(填字母代號)
a.直流電源、天平及砝碼
b.直流電源、公釐刻度尺
c.交流電源、天平及砝碼
d.交流電源、公釐刻度尺
(2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的資料,提高實驗的準確程度。為使圖象的斜率等於重力加速度,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)本實驗不需要測量重物的質量,直接通過處理紙帶,利用勻變速直線運動的規律即可求得重力加速度。故缺少低壓交流電源和刻度尺,因此還需要d中的器材。
(2)由勻變速直線運動的規律v2=2gh,可得=gh,若縱軸表示,橫軸表示重物下落高度h,則圖象的斜率即為重力加速度。
答案: (1)d (2) h 速度平方的二分之一重物下落高度
10.乙個做自由落體運動的小球,下落2 s後砸壞並穿過一水平放置在空中的玻璃板,因此小球失去的速度,如果小球又用了2 s到達地面,求玻璃板離地面的高度。(g=10 m/s2)
解析: 小球下落到玻璃板處的速度為v=gt=20 m/s。依題意,砸壞玻璃板後的速度v0=v=5 m/s,之後做豎直下拋運動,有h=v0t′+gt′2=(5×2+×10×22) m=30 m。
答案: 30 m
11.登上月球的太空飛行員利用頻閃儀(頻率為每秒20次)給自由下落的小球拍照,所拍的頻閃**如圖所示(圖上所標資料為小球到達各位置時總的下落高度),則月球表面的重力加速度為多少?(保留兩位有效數字)
解析: 小球每兩個相鄰位置的時間差
t=s=0.05 s
由vn=可得vb=
=m/s=0.16 m/s。
ve==m/s=0.4 m/s。
所以g==m/s2
=1.6 m/s2。
答案: 1.6 m/s2
12.如圖,寬為l的豎直障礙物上開有間距d=0.6 m的矩形孔,其下沿離地高h=1.2 m。
離地高h=2 m的質點與障礙物相距x。在障礙物以v0=4 m/s勻速向左運動的同時,質點自由下落。為使質點能穿過該孔,l的最大值為多少?
若l=0.6 m,x的取值範圍如何?(g取10 m/s2)
解析: 質點做自由落體運動,有h-d-h=gt、h-h=gt,解得t1=0.2 s、t2=0.
4 s,則l的最大值為v0δt=v0(t2-t1)=4×(0.4-0.2)m=0.
8 m。
若l=0.6 m,x的最小值為v0t1=4×0.2 m=0.
8 m,x的最大值為v0t2-l=4×0.4 m-0.6 m=1 m,所以x的取值範圍是0.
8~1 m。
答案: 0.8 m 0.8~1 m
課題自由落體運動
那麼,除了物體的重力外,影響物體下落快慢的因素還有什麼呢?演示3 在得到是由於空氣阻力的影響之後,展示牛頓管,並告訴學生已經抽成真空,比較金屬片和羽毛的下落。自由落體運動只有在沒有空氣的空間裡才能發生,在有空氣的空間裡,如果空氣阻力的作用可以忽略不計時,物體的下落也可以看做自由落體運動。1 自由落體...
自由落體運動研究
古希臘權威思想家亞里斯多德 西元前384 322年 曾經斷言 物體從高空落下的快慢同物體的重量成正比,重者下落快,輕者下落慢。比如說,十磅重的物體落下時要比一磅重的物體落下快十倍。1800多年來,人們都把這個錯誤論斷當作真理而信守不移。直到16世紀,伽利略才發現了這一理論在邏輯上的矛盾。伽利略說,假...
自由落體運動專題
勻變速直線運動規律練習題 1.關於物體的運動是否為自由落體運動,以下說法正確的是 a.物體重力大可以看成自由落體運動 b.只有很小的物體在空中下落才可看成自由落體運動 c.在忽略空氣阻力的情況下,任何物體在下落時都為自由落體運動 d.忽略空氣阻力且物體從靜止開始的下落運動為自由落體運動 2.關於自由...