内容正文:
7 对自由落体运动的研究
1.关于自由落体运动,以下说法正确的是( D )
A.质量大的物体做自由落体运动时的加速度大
B.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C.雨滴下落的过程是自由落体运动
D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看做自由落体运动
解析:所有物体在同一地点的重力加速度相等,与物体质量大小无关,故A错;从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体运动,故B错;雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关,速度增大时阻力增大,当雨滴速度增大到一定值时,阻力与重力相比不可忽略,不能认为是自由落体运动,故C错;从水龙头上滴落的水滴所受的空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,故D对.
2.伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有( B )
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
解析:在斜面上运动的小球,当斜面倾角一定时,由x=at2和vt=at知,位移与时间的平方成正比,速度与时间成正比,故选项A错误,选项B正确;当斜面的长度一定时,斜面倾角不同,其加速度a也不同,由=
2ax和x=at2知,选项C,D错误.
3.已知广州地区的重力加速度为9.8 m/s2,在此地区物体做自由落体运动的说法中,正确的是( A )
A.下落过程,物体的速度每秒增加9.8 m/s
B.自由落体运动是一种匀速运动
C.释放物体瞬间,物体速度和加速度都为零
D.物体越重,下落越快
解析:重力加速度为9.8 m/s2,故自由下落过程中物体的速度每秒增加9.8 m/s,故A正确;自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,故B错误;释放物体瞬间,物体速度为零,加速度为g,故C错误;重力加速度与物体的质量无关,重物与轻物下落一样快,故D
错误.
4.“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.若瀑布中的水下落时间是4 s,把水的下落近似简化为自由落体运动,g取10 m/s2,则下列计算结果正确的是( B )
A.瀑布高度大约是20 m
B.瀑布高度大约是80 m
C.瀑布高度大约是160 m
D.瀑布高度大约是500 m
解析:由x=gt2知x=×10×42 m=80 m,B正确.
5.(2019·浙江温州检测)从某一高度相隔1 s释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,在空中任一时刻( C )
A.甲、乙两球距离越来越大,甲、乙两球速度之差越来越大
B.甲、乙两球距离始终保持不变,甲、乙两球速度之差保持不变
C.甲、乙两球距离越来越大,但甲、乙两球速度之差保持不变
D.甲、乙两球距离越来越小,甲、乙两球速度之差越来越小
解析:根据Δx=g(t+1)2-gt2=gt+g知,甲、乙两球的距离越来越大,根据Δv=g(t+1)-gt=g知,甲、乙两球的速度之差保持不变,故C正确.
6.(多选)物体从离地面45 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2),则下列选项中正确的是( ABC )
A.物体运动3 s后落地
B.物体落地时的速度大小为30 m/s
C.物体在落地前最后1 s内的位移为25 m
D.物体在整个下落过程中的平均速度为20 m/s
解析:由x=gt2得t==3 s,
最后一秒内位移Δx=gt2-gt′2=25 m,
落地速度v=gt=30 m/s.
全程的平均速度== m/s=15 m/s.
则A,B,C正确.
7.(2019·重庆检测)跳伞运动员以5 m/s的速度匀速下降,在距地面10 m处掉了一颗扣子,跳伞运动员比扣子晚着地的时间为(不计空气阻力对扣子的作用,g取10 m/s2)( A )
A.1 s
B.2 s
C. s
D.(2-)s
解析:设扣子着陆的时间为t1,则h=v0t1+g,代入数据解得t1=1 s.设跳伞运动员着陆时间为t2,则h=v0t2,解得t2=2 s,Δt=t2-t1=1 s.故A正确,B,C,D错误.
8.在轻绳的两端各拴一个小球,一个人用手拿着绳子上端的小球,站在三层楼的阳台上,释放小球,使小球自由下落,两小球相继落地的时间差为Δt,如果人站在四层楼的阳台上释放小球,让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差将( C )
A.不变
B.变大
C.变小
D.无法确定
解析:设轻绳的长度为L,第一个小球着地后,另一个小球运动的位移为L,在L内运行的时间,即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度.高度越高,落地的速度越大.则可知高度越高,另一个小球在