第二章 5 自由落体运动-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，教科版）

5　自由落体运动 1.(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是(　CD　) A.初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动 B.只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动 C.某一自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等 D.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 解析:只在重力作用下且初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动,选项A、B错误;任何物体的自由落体运动的加速度恒为g,则同一地点的自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量均相等,选项C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,选项D正确。 2.伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验。当时利用斜面做实验主要是考虑到(　C　) A.实验时便于测量小球运动的速度 B.实验时便于测量小球运动的路程 C.实验时便于测量小球运动的时间 D.实验时便于测量小球运动的加速度 解析:伽利略最初猜想:物体下落的过程是一个速度随时间均匀增大的过程,其速度与时间成正比,即v∝t,但是他所在的那个时代还无法测定物体的瞬时速度。基于v∝t的假设,通过构造几何图形进行推理,伽利略得出自由落体运动应满足x∝t2的推论,这样只要得出物体通过不同位移所用时间就可以检测物体的速度是否随时间均匀增大,但物体下落很快,当时靠滴水计时还不能测量这很短的时间,伽利略采用了一个巧妙方法,用来“冲淡”重力。他让一个黄铜小球从阻力很小,倾角为α的斜面上滚下,运动的路程可以事先设定,只要测出运动时间即可,这样就解决了时间的测量问题,选项C正确。 3.(多选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是(　BC　) 解析:自由落体运动的速度公式为v=gt,可知t=0时v=0,且v与t成正比,故A错误,B正确;自由落体运动的加速度恒为g,故C正确;由自由落体运动的位移公式x=gt2可知,x与t2成正比关系,故D错误。 4.(多选)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量为1 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第 5 s内的位移是18 m,则(　BC　) A.小球在2 s末的速度是20 m/s B.该星球上的重力加速度为4 m/s2 C.小球在第5 s内的平均速度是18 m/s D.小球在前5 s内的位移是100 m 解析:自由落体运动第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内、第5 s内位移之比为x1∶x2∶x3∶x4∶x5=1∶3∶5∶7∶9,设前5 s的位移为x,则x5=x=18 m,解得x=50 m,由x=gt2得重力加速度为g== =4 m/s2,小球在2 s末的速度为v2=gt2=8 m/s,B正确,A、D错误;小球在第5 s内的平均速度为 ==18 m/s,C正确。 5.(多选)某同学用一把直尺测量父亲饮酒前后的反应时间,他捏住直尺的上端,父亲的手放在直尺下端0刻度处但未触碰,如图所示,父亲看到他放开直尺时,立即捏住直尺;父亲饮酒前后分别捏在20 cm和40 cm处。饮酒后(　BC　) A.父亲的反应时间变短了 B.父亲的反应时间变长了 C.父亲刚要捏住直尺时,直尺的速度较大 D.父亲刚要捏住直尺时,直尺的速度较小 解析:捏住直尺前,直尺可近似认为做自由落体运动,由h=gt2得t= ,则下落位移越大,反应时间越长,A错误,B正确;根据速度与位移的关系式v2=2gh可知,位移越大,末速度越大,C正确,D错误。 6.某同学在实验室做了如图所示的实验,铁质小球被电磁铁吸附,断开电磁铁的电源,小球自由下落,已知小球的直径为0.5 cm,该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10-3 s,小球开始下落的位置距光电门的距离为 1.28 m,则该同学所测出的重力加速度约为(　C　) A.9.5 m/s2 B.9.6 m/s2 C.9.8 m/s2 D.10 m/s2 解析:小球通过光电门的时间很短,这段时间内的平均速度可看成瞬时速度,则v==5 m/s,由自由落体运动规律可知g=≈9.8 m/s2,选项C正确。 7.如图所示,可看作质点的小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d。根据图中的信息,下列判断正确的是(　D　) A.在位置1时小球的速度为零 B.小球在位置4的速度为 C.小球的加速度a= D.位置5到小球由静止释放的位置的距离为 解析:根据匀变速直线运动的推论Δx=aT2可知,小球下落的加速度为a==,故C错误;小球在位置4的速度等于位置3、5间的平均速度,则v4==,故B错误;小球在位置1的速度为v1=v4-a·3T=-× 3T=,故A错误;小球在位置5的速度v5=v4+a·T=+