作业(5) 自由落体运动-【假期作业】2024年新教材高一物理寒假假期作业

　　　　自由落体运动 知识点一　对自由落体运动的理解 1.物体做自由落体运动的条件 (1)初速度为零。 (2)除重力之外不受其他力的作用。 2.自由落体运动的实质 自由落体运动的实质是初速度为零、加速度a＝g的匀加速直线运动，它是匀变速直线运动的一个特例。 3.自由落体加速度——重力加速度 (1)产生原因：地球上的物体受到地球的吸引力。 (2)大小：与地球上的位置及距地面的高度有关。 (3)方向：竖直向下，除地球的两极外，其他地方的重力加速度的方向并不指向地心。 1.关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A.质量大的物体自由下落时的加速度大 B.雨滴下落的过程是自由落体运动 C.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 D.从二楼阳台由静止释放的石块，可近似看作自由落体运动 2.(多选)下列关于自由落体运动的说法，正确的是(　　) A.在真空条件下，铁球和纸片同时落地 B.g值在地球上的赤道和两极都一样大 C.自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动 D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动 知识点二　自由落体运动的规律 由于自由落体运动是v0＝0、a＝g的匀加速直线运动，故初速度为零的匀加速直线运动的公式及匀变速直线运动的相关推论式对自由落体运动都适用。 3.如图所示，甲、乙两个可看成质点的小钢球用长度为15 m的细线连接，从某高度静止释放，落地的时间差是1 s，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则释放时甲球距地面的高度是(　　) A.15 m B.20 m C.25 m D.30 m 4.雨滴自屋檐由静止滴下，每隔0.2 s滴下一滴，第1滴落地时第6滴恰好欲滴下，假定落下的雨滴都做自由落体运动，则此时第2滴雨滴下落的速度和第3、4滴之间的距离分别是(g取10 m/s2)(　　) A.5 m/s，2 m B.6 m/s，3 m C.7 m/s，4 m D.8.0 m/s，1 m 一个物体从塔顶落下，在到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的，g取10 m/s2，则塔多高？ 【错解】　因为物体从塔顶落下，做自由落体运动。 最后1秒内的位移根据h＝gt2 则有H＝gt 代入数据解得H＝13.9 m。 【错解原因】　物体从塔顶落下时，对整个过程而言是初速度为零的匀加速直线运动。而对部分最后一秒内物体的运动则不能视为初速度为零的匀加速直线运动。因为最后一秒内的初始时刻物体具有一定的初速度，由于对整体和部分的关系不清，导致物理规律用错，形成错解。 【分析解答】　物体从塔顶落到地面所经历的时间为t，通过的位移为H，物体在t－1秒内的位移为h。 因为v0＝0 则有H＝gt2① h＝g(t－1)2② ＝③ 由①②③解得H＝125 m。 1.关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法错误的是(　　) A.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速运动 B.伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 C.伽利略认为，如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快 D.伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量 2.(2024·杭州高一期末)如图所示，一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管)，可以用抽气机将玻璃管里的空气抽出去。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察物体下落的情况，下列说法正确的是(　　) A.图甲为管内空气被抽掉后的实验现象 B.图乙为管内空气没被抽的实验现象 C.图乙中，铁片和羽毛均做匀速运动 D.图甲中，铁片和羽毛在下落过程中，间距会增大 3.某同学身高1.8 m，当他站在一个距地面高为0.8 m的平台上由静止开始跳到地面上，不计空气阻力。据此可估算他刚落地时的速度大小约为(g取10 m/s2)(　　) A.2 m/s B.4 m/s C.6 m/s D.8 m/s 4.(多选)物体从离地面45 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2)，则下列选项正确的是(　　) A.物体运动3 s后落地 B.物体落地时的速度大小为20 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 5.下面能正确表示做自由落体运动的物体下落的速度v随时间t变化的图像的是(　　) 6.(2024·珠海高一期末)一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管)，其中一端有开关，玻璃管可以与外界相通，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，如图所示，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察下落情况，下列说法正确的是(　　) A.玻璃管内存在空气时，金属片和羽毛均做自由落体运动 B.玻璃管内存在空气时，金属片和羽毛下落的加速度相同 C.玻璃管抽成真空后，金属片和羽毛下落一样快 D.玻璃管抽成真空后，金属片比羽毛下落快 7.下面关于自由落体运动的说法正确的是(　　) A.初速度为零的运动就是自由落体运动 B.加速度为g的运动就是自由落体运动 C.速度与时间成正比的运动就是自由落体运动 D.自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动，是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动 8.(多选)(2024·穆棱高一期末)在某地将甲、乙两小球从距离水平地面同一高度处先后释放，它们做自由落体运动的v-t图像如图所示。则(　　) A.t＝4 s时，两球的高度相差为40 m B.两球在空中运动过程中，距离逐渐变大 C.该地区重力加速度g＝10 m/s2 D.乙球释放时距离甲球20 m 9.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，则小球开始下落的位置距光电门的距离为(取g＝10 m/s2)(　　) A.1 m B.1.25 m C.0.4 m D.1.5 m 10.(2024·天津高一期中)比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h1＝6.8 m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间为t1＝0.2 s。(重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力)求： (1)小球下落过程中，通过第一层的平均速度； (2)斜塔离地面的总高度。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 作业(五)　自由落体运动 [考点突破]——跟踪训练 1.D　2.AC 3.B　设乙球落地的时间为t，甲乙两球做自由落体运动L＝g(t＋1)2－gt2，解得t＝1 s，释放时甲球距地面的高度是h＝g(t＋1)2＝20 m，故选B。 4.D　由题意，第1滴落下时第6滴恰欲滴下，则其中有5个间隔，其中t＝0.2 s，雨滴下落的总时间T＝5t＝1.0 s，且v2＝4gt＝8 m/s，由Δx＝g(3t)2－g(2t)2＝1 m，故选D。 [综合训练] 1.A　2.D　3.B　4.AC 5.B　自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，其v-t图像为过原点的直线，选项B正确。 6.C　玻璃管内存在空气时，由于金属片和羽毛的形状和质量不同，则所受重力和空气阻力不同，则金属片和羽毛以不同的加速度向下加速，故A、B错误；玻璃管抽成真空后，没有了空气阻力，金属片和羽毛均做自由落体运动，根据h＝gt2可知t＝ ，则下落高度一样，下落所用时间一样，故金属片和羽毛下落一样快，故D错误，C正确。 7.D　初速度为零的运动不一定是自由落体运动，如水平面上物体从静止开始的匀加速直线运动，故A项错误；加速度为g的运动不一定是自由落体运动，如平抛运动，故B项错误；根据v＝at，所有初速度为0的匀加速直线运动速度与时间均成正比，不一定是自由落体运动，故C项错误；自由落体运动是物体从静止开始只有重力作用下的运动，是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，故D项正确。 8.BCD　t＝4 s时，两球的高度相差为Δh＝×4×40 m－×2×20 m＝60 m，A错误；落地之前，甲球相对乙球做匀速直线运动，两球在空中运动过程中，距离逐渐变大，B正确；该地区重力加速度等于图像的斜率g＝ m/s2＝10 m/s2，C正确；乙球释放时与甲球的距离为x＝×2×20 m＝20 m，D正确，故选BCD。 9.B　小球通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度可看成瞬时速度，则v＝＝5 m/s，由自由落体运动规律可知h＝＝1.25 m，选项B正确。 10.解析　(1)由题意知，通过第一层的平均速度大小为 ＝＝34 m/s。 (2)设小球到达第一层时的速度为v1，则有 h1＝v1t1＋gt 代入数据得v1＝33 m/s 则塔顶离第一层的高度为h2＝＝54.45 m 所以塔的总高度为h＝h1＋h2＝61.25 m。 答案　(1)34 m/s　(2)61.25 m 学科网（北京）股份有限公司 $$