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课后提升训练(八) 自由落体运动
1.(2021·湖北鄂州高一期末)无风的情况下,从屋檐边滴下的雨滴所做的运动可以看成自由落体运动,对于雨滴的运动,下列说法正确的是( )
A.雨滴的初速度为零,加速度也为零
B.雨滴的运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.雨滴的质量越大,下落得越快
D.雨滴的速度越来越大,说明它受到的重力也越来越大
B 解析: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A错误,B正确;物体做自由落体运动,下落快慢与质量无关,故C错误;物体做自由落体运动,速度越来越大,重力不变,故D错误.故选B.
2.(2021·云南省华宁县第一中学高一期中)下列各图中,以竖直向上为正方向,其中表示做自由落体运动的物体图像正确的是( )
B 解析:以竖直向上为正方向,则自由落体运动的速度向下,为负值,根据v=gt可知,图像B正确.故选B.
3.(2021·河南驻马店高一期末)下图是伽利略斜面实验的示意图,该实验的意义是( )
A.表明力是保持物体运动状态的原因
B.表明力是改变物体运动状态的原因
C.证明斜面倾角改变时,小球向下运动的加速度不变
D.证明不同质量的小球自由落下时运动的加速度相同,斜面倾角逐渐增大到90°
D 解析:从伽利略斜面实验的示意图表明,小球沿斜面滚下的运动的确是匀加速运动,换用不同质量的小球,从不同的高度开始滚动,只要斜面的倾角一定,小球的加速度一定,不断增大倾角,小球的加速度随着斜面的倾角增大而增大,虽然小球运动不是自由落体运动,但是伽利略经过合理的外推,当角度很大等于90°时,小球的运动可以就是自由落体运动.故选D.
4.(2021·山东滨州高一期末)山东大学趵突泉校区内,高大的银杏树耸立在校园里,银杏叶片片金黄,挂在枝头干硬的银杏果随着微风进行摇摆,金黄的银杏落叶成为校园秋天里一道美丽的风景线.某银杏树上一个干硬的银杏果从5 m高的树梢由静止下落,银杏果下落到地面的时间为(忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2)( )
A.0.5 s B.1.0 s
C.1.5 s D.2.0 s
B 解析:由自由落体运动规律可得h=gt2
解得t== s=1 s,所以B正确;A、C、D错误;故选B.
5.(2021·陕西省黄陵县中学高一期末)一小球从20 m高度处自由下落,忽略空气阻力,(g=10 m/s2),下列说法正确的是( )
A.小球下落第1 s末的速度为10 m/s
B.小球经过4 s落地
C.小球第1 s下落了10 m
D.小球最后1 s下落了5 m
A 解析:根据速度公式得v=gt=10 m/s,A正确;落到时间为t==2 s,B错误;小球第1 s下落h=gt2=5 m,C错误;小球最后1 s下落了h′=H-h=15 m,D错误.故选A.
6.(2021·浙江湖州高一期末)如图为一则“高空抛物”危害的警示广告,其中描述“一瓶可乐从25层楼抛下可使人当场死亡”.试估算“可乐”从25层楼无初速度落下到地面的时间最接近( )
A.1 s B.4 s
C.8 s D.10 s
B 解析:25层楼的高度大约为h=25×3 m=75 m
由自由落体运动规律有h=gt2,解得
t== s≈3.9 s,故选B.
7.(2021·云南楚雄彝族自治州高一期末)假设从比萨斜塔上将一小球由静止释放,小球经时间t s(t>1)落地,忽略空气阻力,重力加速度大小为g,则小球最后1 s内的位移是第1 s内位移的( )
A.(2+1)倍 B.t倍
C.(2t-1)倍 D.(t-1)倍
C 解析:小球最后1 s内的位移是
h′=gt2-g(t-1)2=g(2t-1)
第1 s内位移h=g×12=g,所以=2t-1,故C正确.
8.(2021·湖北武汉高一期末)如图是小球自由下落时的频闪照片示意图.A、B之间的距离为26.25 cm,B、C之间的距离为48.75 cm,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.频闪仪每隔1.5 s闪光一次
B.小球在位置C的速度大小为2.5 m/s
C.下一次记录的小球位置在C点正下方75 cm处
D.小球自由落体运动的起点在A点正上方5 cm处
D 解析:A.根据Δh=gT2,可得频闪仪闪光周期T== s=0.15 s,
即每隔0.15 s闪光一次,选项A错误;小球在位置B的速度vB== m/s=2.5 m/s,C的速度大小为vC=vB+gT=4.0 m/s,选项B错误;根据hCD=hBC+Δh=48.75 cm+(48.75-26.25) cm=71.25 cm,下一次记录的小球位置在C点正下方71.25 cm处,选项C错误;因为hOB== m=0.312 5 m=31.25 cm,小球自由落体运动的起点在A点正上方31.25 cm-26.25 cm=5 cm处,选项D正确.故选D.
9.(2021·广东高三一模)城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生.假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动.阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m(示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g=10 m/s2)
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算说明货车是否被花盆砸到;
(2)若司机发现花盆掉落,司机的反应时间Δt=1 s,采取匀加速直线运动的方式来避险,则货车至少以多大的加速度才能避免被花盆砸到.
答案:(1)货车会被花盆砸到;(2)2.5 m/s2
解析:(1)花盆落下到达车顶过程,位移为h=(47-2)m=45 m
花盆自由落体运动有h=gt2
解得t=3 s
在这段时间内汽车位移为x=v0t=27 m
满足L2<x<L1+L2
货车会被花盆砸到.
(2)司机反应时间内货车的位移为x1=v0Δt=9 m
此时车头离花盆的水平距离为d=L2-x1=15 m
采取加速方式,要成功避险,则加速运动的位移为
x2=d+L1=23 m
加速度时间为t2=t-Δt=2 s
则有x2=v0·t2+at
代入数据解得a=2.5 m/s2
即货车至少以2.5 m/s2的加速度加速才能避免被花盆砸到.
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