第2章 课时精练(八) 自由落体运动-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版2019）

课时精练(八)　自由落体运动 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础达标] 1．(2022·湖南省长沙市第一中学高一月考)伽利略把小球在斜面上做匀加速直线运动的规律合理外推，得出自由落体运动的性质，他采用的研究方法是(　　) A．控制变量　　　　　　　　 B．等效替代 C．理想模型 D．逻辑推理 D　[伽利略在研究物体在无阻力的下落运动(即自由落体运动)时，发现不同质量的铜球沿阻力极小的斜面滚下，铜球的下滑加速度都是相同的。不断增大斜面倾角，结果发现，只是铜球的下滑加速度增大了，而所有铜球的下滑加速度仍是相同的。所以通过斜面上物体的匀加速运动合理外推出当倾角增大到90°时，即自由落体运动也保持匀加速运动的性质。由此，伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比，由此可知，伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，即他采用了逻辑推理的研究方法，故A、B、C错误，D正确。] 2．(多选)关于自由落体运动，下列说法中正确的是(　　) 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．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 CD　[选项A中，可能受到空气阻力或其他力的影响，从而使下落的加速度不等于g，这样就不是自由落体运动了；选项B中，物体有可能具有初速度，所以选项A、B错误；选项C中，因自由落体运动是匀变速直线运动，加速度恒定，由g＝可知，Δv＝gΔt，若时间相等，则速度的变化量相等。选项D可根据自由落体运动的性质判定是正确的。故选C、D。] 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正确的是(　　) 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，下落的越快 A　[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．(2022·北京顺义牛栏山一中高一期中)下雨天有雨水从教室屋檐滴下，屋檐到地面的距离是5 m，已知重力加速度g＝9.8 m/s2，则雨滴到达地面所需时间最接近(　　) A．0.1 s B．1 s C．5 s D．10 s B　[由h＝gt2得t＝＝ s≈1 s，故B正确，A、C、D错误。] 5．(2022·黑龙江鹤岗一中高三开学考试)某探险者在野外攀岩时，踩落一小石块，约5 s后听到石头直接落到崖底的声音，探险者离崖底的高度最接近的是(　　) A．25 m B．50 m C．110 m D．150 m C　[由于声音在空气中传播的速度比自由落体下落5 s的速度大的多，可以忽略声音在空气中的传播时间，由自由落体规律h＝gt2＝×10×52 m＝125 m，故选C。] 6．(多选)(2021·成都高一检测)在不同高度同时释放两个铅球(不计空气阻力)，则在均未落地前，两者(　　) A．在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度 B．落地的时间间隔取决于两铅球释放时的高度 C．在第1 s内、第2 s内、第3 s内位移之比都为1∶4∶9 D．两铅球的距离和速度差都越来越大 AB　[自由落体运动的加速度都为g，由h＝gt2，vt＝gt可判断A正确；自由落体的时间由高度决定，故落地的时间间隔也由高度决定，B正确；初速度为0，第1 s内、第2 s内、第3 s内位移之比为1∶3∶5，C错误；因为同时释放，任意时刻速度相同，故速度之差为0，任意时间内下落的高度相同，故高度差不变等于释放时高度之差，D错误。] 7．一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2 m，那么它在第三段时间内的位移是(　　) A．1.2 m B．3.6 m C．6.0 m D．10.8 m C　[该自由落体运动将时间分成了相等的三段，由第T内、第2T内、第3T内、…、第nT内的位移之比sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)和第一段时间的位移为1.2 m，则第三段时间的位移为sⅢ＝5sⅠ＝5×1.2 m＝6.0 m，故选项C正确。] 8．(多选)物体从某高度处开始做自由落体运动，从开始到落到地面的平均速度为10 m/s(g取10 m/s2)，则下列说法正确的是(　　) A．下落一半高度时的瞬时速度为10 m/s B．落地瞬间的速度是20 m/s C．物体下落的高度是20 m D．第3 s内物体下落25 m BC　[根据平均速度＝，解得物体落地时的速度vt＝2×10 m/s＝20 m/s；根据vt2＝2gh得，vt′2＝2g，下落一半高度时的速度vt′＝vt＝10 m/s，故A错误，B正确。物体下落的高度h＝＝ m＝20 m，故C正确。物体落地的时间t＝＝ s＝2 s，则第3 s内下落的位移为零，故D错误。] 9．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，它在空中任一时刻(　　) 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 C　[根据Δs＝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。] [能力提升] 10．一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2 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(　　) A．物体在2 s末的速度是20 m/s B．物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s C．物体在前2 s内的位移是20 m D．物体在5 s内的位移是50 m D　[设星球表面的重力加速度为g，由自由下落在第5 s内的位移是18 m，可得g×(5 s)2－g×(4 s)2＝18 m，解得g＝4 m/s2。物体在2 s末的速度是vt＝gt＝8 m/s，A错误；物体在第5 s内的平均速度是18 m/s，B错误；物体在前2 s内的位移是g×(2 s)2＝8 m，C错误；物体在5 s内的位移是g×(5 s)2＝50 m，D正确。] 11．(多选)(2022·永安市第一中学高一期中)如图所示A、B为两固定的光电门，在光电门A正上方的O处有一边长为0.5 cm的铁片自由落下，铁片下落中底边始终水平，已知铁片通过A、B光电门的时间分别为t1＝1.25×10－3 s，t2＝0.625×10－3 s，若将铁片通过光电门的平均速度视为瞬时速度，忽略空气阻力的影响，g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．O点到光电门A的距离为1.00 m B．光电门A、B之间的距离为3.00 m C．铁片从光电门A到B所需的时间为0.40 s D．铁片通过光电门B的瞬时速度为vB＝8.00 m/s CD　[铁片通过光电门B的瞬时速度为vB＝＝ m/s＝8.00 m/s，故D正确；铁片通过光电门A的瞬时速度为vA＝＝ m/s＝4.00 m/s，O点到光电门A的距离为hA＝＝ m＝0.80 m，故A错误；光电门A、B之间的距离为hAB＝＝ m＝2.40 m，故B错误；铁片从光电门A到B所需的时间Δt＝＝ s＝0.40 s，故C正确。] 12．近年来多次发生高空坠物造成人员伤亡的事件，于是就有人做了一个实验：在高为80 m的楼房阳台上，自由释放一颗质量为50 g的石子，计算(空气阻力不计，g取10 m/s2) (1)石子经过多少时间落到地面？ (2)石子落地的速度是多大？ (3)石子最后1 s内运动的位移大小？ 解析：　(1)石子做自由落体运动，由h ＝gt2 得石子下落的时间t ＝＝ s＝4 s (2)落地时的速度大小vt＝gt＝10×4 m/s＝40 m/s (3)石子最后1 s前的运动时间t1＝t－1＝3 s 石子最后1 s内运动的位移大小 s＝h－gt12＝80 m－×10×32 m＝35 m 答案：　(1)4 s　(2)40 m/s　(3)35 m 13．如图所示，一滴雨滴从离地面20 m高的楼房屋檐自由下落，下落途中用Δt＝0.2 s的时间通过一个窗口，窗口的高度为2 m，g取10 m/s2，求： (1)雨滴落地时的速度大小； (2)雨滴落地前最后1 s内的位移大小； (3)屋檐离窗口的上边框有多高？ 解析：　(1)由h＝，解得雨滴落地的时间t＝2 s，雨滴落地时的速度大小v＝gt＝20 m/s。 (2)雨滴在第1 s内的位移h1＝＝5 m，雨滴落地前最后1 s内的位移大小h2＝h－h1＝15 m 。 (3)设屋檐离窗口的上边框高度为x0，雨滴从屋檐运动到窗口的上边框所用时间为t0，则x0＝，x0＋2 m＝，联立两式，解得x0＝4.05 m。 答案：　(1)20 m/s　(2)15 m　(3)4.05 m 14．(2022北京昌平期中)小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。由此可知小球(　　) A．下落过程中的加速度大小约为 B．经过位置3时的瞬时速度大小约为2gT C．经过位置4时的瞬时速度大小约为 D．从位置1到4过程中的平均速度大小约为 C　[根据Δs＝d＝aT2得，加速度a＝，故A错误；小球经过位置3的瞬时速度v3＝，故B错误；经过位置4的瞬时速度v4＝v3＋aT＝＋＝，故C正确；从位置1到4过程中的平均速度大小约为＝，故D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $$