内容正文:
2.C [由图像可知,物体速度不随时间变化,物体做匀
速直线运动,故 A错误;由图像可知,物体速度均匀减
小,物体做匀减速直线运动,故 B错误;由图像可知,
物体速度均匀增加,物体做匀加速直线运动,故 C正
确;位移-时间图像斜率表速度,图像可知斜率不变,
故物体做匀速直线运动,故 D错误.]
3.C [根据运动学公式可知,减速到0的运动也可以看
成反向加速,则有x=12at
2,
可解得a=4m/s2,所以停车前2s的位移为x0=
1
2at
2
0=8m.]
4.A [令t0=1s,物体从静止开始做匀加速直线运动,则
物体在第3s内的位移x1=
1
2a
(3t0)2-
1
2a
(2t0)2,物体
在第5s内的位移x2=
1
2a
(5t0)2-
1
2a
(4t0)2,解得
x1
x2
=59.
]
5.C [根据位移公式有16L=12at
2,解得a=32L
t2
.]
6.AC [规定初速度的方向为正方向,由速度公式v=
v0+at,可得,1s末的速度v1=16m/s-8×1m/s=
8m/s,3s末的速度v3=16m/s-8×3m/s=-8m/
s,负号表示与初速度的方向相反,故 A 正确,B错误;
由位移公式得xm=
0-v20
2a =16m
,故 C正确;返回出
发点时位移为0,由
v2-v20
2a =0
,解得v=16m/s,故 D
错误.]
7.BC [根据题中位移和速度关系式x=40-v
2
10
(m),
整理得v2-400m2/s2=-10m/s2×x
对照匀变速直线运动的位移与速度关系式v2-v02=
2ax,可得v0=20m/s,a=-5m/s2,
所以汽车做匀减速运动,初速度大小为20m/s,加速
度大小为5m/s2,故 A错误,B正确;
由v=v0+at,得t=
0-20
-5s=4s
,故C正确,D错误.]
8.BD [结合题图中速度表提供的速度,可得汽车的加
速度为a=
vb-va
t =
(80-20)× 13.6
6 m
/s2≈2.8m/s2,
故 A错误,B正确;根据v2b-v2a=2as,
则 汽 车 在 这 段 时 间 内 的 位 移 为 s=
v2b-v2a
2a =
80
3.6( )
2
- 203.6( )
2
2×2.8 m≈83m
,故C错误,D正确.]
9.CD [汽车运动的位移与时间的关系不满足x=v0t
+12at
2,所以汽车做非匀变速运动,故 A、B错误;汽
车在第1s内的位移为x1=(2×1+3×13)m=5m,
前2s内的位移为x2=(2×2+3×23)m=28m,第2s
内位移为x2-x1=23m,前2s内的平均速度为v2=
x2
t2
=282 m
/s=14m/s,故C、D正确.]
10.解析:(1)根据vt=v0-at,解得a=4m/s2;
(2)根据s=v0t-
1
2at
2,解得s=8m.
答案:(1)4m/s2 (2)8m
11.解析:(1)C919 做 匀 加 速 直 线 运 动,有v12-0=
2a1x1,解得a1=2m/s2.
(2)C919做匀加速直线运动的时间t1=
v1
a1
;
C919做匀减速直线运动,有0=v1-a2(t-t1);
解得a2=4m/s2.
(3)C919从开始减速到静止,有0-v21=-2a2x2,解
得x2=800m.
答案:(1)2m/s2 (2)4m/s2 (3)800m
12.解析:(1)汽车匀加速直线运动,根据位移公式可得
x1=v0t1+
1
2at
2
1;
代入数据得a=2m/s2.
(2)第2s末的速度大小为v=v0+at2;
代入数据得v=14m/s.
(3)4s内的位移x2=v0t+
1
2at
2,
第4s内通过的位移的大小x=x2-x1;
解得x=17m.
答案:(1)2m/s2 (2)14m/s (3)17m
第4讲 自由落体运动
高中知识衔接
[例1] [解析] 自由落体运动是由静止开始、只在重
力作用下的匀加速直线运动,物体竖直向下运动时若
受到空气阻力,则其运动不是自由落体运动,故 A 错
误,D正确;物体只受重力的作用,若具有一定的初速
度,则其运动就不是自由落体运动,故B错误;无论质
量大小,物体做自由落体运动的加速度均为重力加速
度g,故C错误.
[答案] D
[例2] [解析]重力加速度g是矢量,方向竖直向下,在
一般计算中g取9.8m/s2,故 A 错误;在地面上的不
同地点重力加速度的大小一般不同,但相差不大,故B
错误;在地球表面同一地点,重力加速度相同,故 C正
确;自由落体运动的条件是初速度为零,仅受重力作
用,故 D错误.
[答案] C
[例3] [解析] (1)与重物相连的纸带端经过打点计
时器时的速度更小,对应的点迹间距更小,故左端与
重物相连.
(2)由vC=
sBC+sCD
2T
,代入数据得vC=1.94m/s;
由g=
(sDE+sCD)-(sBC+sAB)
4T2
,
代入数据得g=9.75m/s2.
[答案] (1)左 (2)1.94 9.75
[例4] [解析] 由h=12gt
2 得物体下落时间t= 2hg
=3s,故 A 正确;物体落地时的速度大小v=gt=
30m/s,故B错误;物体最后1s内位移 Δh=12gt
2
3-
1
2gt
2
2=
1
2×10×
(32-22)m=25m,故C错误;全程
的平均速度v=ht =
45
3 m
/s=15m/s,故 D错误.
[答案] A
[例5] [解析] (1)扳手脱落后做自由落体运动,根据
H=12gt
2,
可得扳手从脱落到落地的时间为t= 2Hg =
2×80
10 s
=4s;
落地前瞬间的速度大小为v=gt=10×4m/s=40m/s.
011
物 理
(2)扳手前3s下落的高度为h3=
1
2gt
2
3=
1
2×10×3
2m
=45m,
则扳手落地前1s下落的高度为h=H-h3=35m.
[答案] (1)t=4s,v=40m/s (2)h=35m
[例6] [解析] A 项图表示匀速直线运动,而自由落
体运动为匀加速直线运动,故 A 错误;B项图表示物
体静止,而自由落体运动为匀加速直线运动,故 B错
误;C项图表示初速度为零的匀加速直线运动,能够
描述自由落体运动,故C正确;D项图表示匀速运动,
不能描述自由落体运动,故 D错误.
[答案] C
情境模型素养
1.提示:(1)因为没有空气阻力 (2)空气的阻力作用可
以忽略
2.提示:(1)自由下落加速度的大小与他们的质量没
关系.
(2)在地球上的不同位置,自由落体的加速度一般不
相同;同一物体在月球和地球上自由落体的加速度也
不相同.
智能衔接训练
1.B [自由落体运动是只在重力作用下且初速度为零
的竖直向下的匀变速直线运动;空中飘落的羽毛所受
的空气阻力不能忽略,不是自由落体运动,选项 A 错
误;从静止开始自由下落的铅球,空气阻力的影响可
忽略,可看作自由落体运动,选项B正确;悬停在空中
的风筝处于静止状态,不是自由落体运动,选项 C错
误;水平飞行的飞机是在水平方向运动,不是自由落
体运动,选项 D错误.]
2.B [自由落体运动的初速度为零、只受重力,加速度
为重力加速度,运动方向向下.]
3.B [第一次实验中,铁片做自由落体运动,羽毛下落
受空气阻力影响较大,与铁皮加速度不同,下落时间
不同;第二次实验中,铁片和羽毛下落均可看作自由
落体运动,时间相同,加速度相同.A、C错误,B正确.
采用第二次实验的方法,在北京和赤道分别做该实
验,两地的重力加速度不同,故铁片下落的时间不同,
D错误.]
4.A [加速度等于单位时间内速度的变化量,由于下落
加速度恒定,则每秒速度变化量都相同,故 A 正确;物
体刚下落时,速度为零,加速度为重力加速度,故 B错
误;自由落体运动只受重力,所以是一种匀变速直线
运动,故C错误;物体下落时加速度与质量无关,故 D
错误.]
5.B [根据自由落体运动规律h=12gt
2,解得t=1s.]
6.B [根据位移公式有h=12gt
2,解得t=0.2s.]
7.D [由题可知,石块第1s内下落的位移h1=
1
2gt
2
1
=5m,根据匀变速直线运动的推论,可得第一秒和最
后一秒的位移之比为h4∶h1=
1
2×4
2-12×3
2( ) ∶
1=7∶1,解得h4=35m,小石块落地前最后一秒的平
均速度v=
h4
t4
=35m/s.]
8.C [运动员做自由落体运动,在第2s内的位移Δx=
1
2gt
2
2-
1
2gt
2
1=15m,
悬崖的高度 H=12gt
2
3=45m.]
9.B [根据h=12gt
2,可知hGt 图像不是直线,hGt2 图
像是过原点的直线,故 A 错误,B正确;以v2 为纵轴、
h为横轴画出的图像,根据v2=2gh,可知是一条过原
点的倾斜直线,如果以v为纵轴,以h为横轴画出的
图像是开口向右的抛物线的一支,不可能h=0,v>0,
故C、D错误.]
10.BC [因为甲乙物体同时做自由落体运动,它们的初
速度为零,加速度为g,任意时刻的速度为v=gt,所
以两物体下落过程中,在同一时刻甲的速度与乙的
速度相等,下落1s末,它们的速度相同,故 A 错误,
B正确;下落1m 时,由位移速度关系式v2=2gh,可
解得各自下落1m 时,它们的速度相同,故 C正确;
因为甲乙物体均做自由落体运动,加速度为g,下落
过程中甲的加速度与乙的加速度相同,故 D错误.]
11.解析:(1)电磁打点计时器使用约为8V 的交流电
源,并且需要测量长度.除图甲中所示的装置之外,
还必须使用的器材是约8V的交流电源和刻度尺.
(2)根据打点计时器使用方法可知,纸带应该压在复
写纸的下面,故 A 正确,不符合题意;应先接通电源
开关,再打开夹子释放纸带,故B正确,不符合题意;
为了减小阻力的影响,需要选择质量大、体积小的重
锤,故C正确,不符合题意;重物释放前应靠近打点
计时器,故 D错误,符合题意.
(3)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过
程 的 平 均 速 度,则 D 点 的 速 度 为vD =
xCE
2T =
(1.75+2.15)×10-2
2×0.02 m
/s=0.975m/s.
根据逐差法可知,重物下落的加速度
g=
xCF-xOC
9T2
=
(2.52+2.15+1.75-1.36-0.97-0.59)×10-2
9×0.022
m/s2≈
9.72m/s2.
答案:(1)B (2)D (3)0.975 9.72
12.解析:(1)题意知小石块从井口自由落下,经过t=
1.0s后听到石块击水的声音,该过程可认为做自由落
体运动,则石子落水时的速度v=gt=(10×1)m/s=
10m/s.
(2)根 据 自 由 落 体 运 动 规 律 有 H = 12gt
2 =
1
2×10×1.0
2( )m=5m.
答案:(1)10m/s (2)5m
专题三 相互作用———力
第1讲 重力与弹力
高中知识衔接
[例1] [解析] 重心不是物体上最重的部分,并且重
心也不一定在物体上,例如质量分布均匀的圆环,重
心在圆心上,不在圆环上,故 A、D 错误;重力的方向
总是竖直向下,不一定总是垂直接触面向下,故 B错
误;根据G=mg,可知地面某处物体重力大小与其质
量成正比,故C正确.
[答案] C
[例2] [解析] 瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力的
一个分力,A错误;根据三力汇交原理,瓶所受重力的
方向一定可以与两条绳子的方向交于同一点,B 正
确;重心是重力的等效作用点,重力作用在瓶的各个
111
参考答案
第4讲 自由落体运动
初中物理 高中物理 异同点
无
自由落
体运动
初中物理对于落体运动有简单的认识,但对于在只受重力从静止下落的这种理想
化的运动形式及研究方法是没有深入的研究的,高中物理对这种运动形式的研究
相对来说就比较具体了.
自由落体运动
1.定义:物体只在重力作用下从静止开始
下落的运动.
2.特点
(1)运动特点:初速度为零,加速度为重力
加速度g的匀加速直线运动.
(2)受力特点:只受重力作用,不受其他力.
这种运动只在真空中才能发生,在有空
气的空间,如果空气阻力的作用比较
小,可以忽略,物体的下落可以近似看
作自由落体运动.因此,自由落体运动
是一种理想模型.
3.物体做自由落体运动的条件:
(1)初速度为零;
(2)只受重力.
[例1] 关于自由落体运动,下列说法中正
确的是 ( )
A.物体竖直向下的运动就是自由落体
运动
B.物体只受重力的作用,则其运动就是
自由落体运动
C.物体做自由落体运动的加速度大小与
其质量有关
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速
运动
自由落体加速度
1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加
速度都相同.这个加速度叫作自由落体加速
度,也叫作重力加速度,通常用g表示.
2.方向:竖直向下.
3.大小:
(1)一 般 计 算 中 g 可 以 取 9.8 m/s2
或10m/s2.
(2)大小:与在地球上的纬度以及距地面的
高度有关.
与纬度
的关系
在地球表面上,自由落体加速度随
纬度的增加而增大,即赤道处自由
落体加速度最小,两极处自由落体
加速度最大,但差别很小
与高度
的关系
在地面上的同一地点,自由落体加
速度随高度的增加而减小.但在一
定的高度内,可认为自由落体加速
度的大小不变
4.测重力加速度的实验思路与方案
(1)实验思路
利用频闪照片或利用打点计时器能够
把做自由落体运动的物体的位置和相
应的时刻记录下来.根据对匀变速直线
运动的研究,测量物体下落的速度,进
而研究自由落体运动速度变化的规律,
以证实自由落体运动是否是匀加速直
线运动,并求出加速度的大小.
(2)实验方案
①打点计时器法
a.实验装置如图所示.打点计时器固定
在铁架台上,纸带一端系着重物,另一
端穿过计时器.用手捏住纸带上端,启
动打点计时器,松手后重物自由下落,
计时器在纸带上留下一串小点.改变重
物的质量,重复上面的实验.
44
物 理
知识衔接篇
b.对纸带上计数点间的距离x 进行测
量,利用g=
xn-xn-1
T2
求出自由落体加
速度.
[注意]
(1)注意操作的先后顺序.
(2)纸带选取:选点迹清晰,且1、2两点间
距离接近2mm 的纸带进行分析探究
(说明v0=0,且阻力小).
②频闪照相法
频闪照相机可以每间隔相等的时间拍摄
一次,利用频闪照相机可追踪记录做自
由落体运动的物体的位置,根据 Δx是否
为恒量,可判断自由落体运动是否为匀
变速直线运动.根据匀变速直线运动的
推论Δx=aT2 可求出自由落体加速度g
=Δx
T2
.由g=
v-v0
t
也可求出自由落体加
速度g.
[例2] 关于自由落体运动和重力加速度,
下列说法正确的是 ( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有
方向,通常g取9.8m/s2
B.在地面上的不同地方,g的数值相同
C.地球上的同一地点,一切物体做自由
落体运动的加速度都相同
D.不考虑空气阻力的运动是自由落体
运动
[例3] (2025福建厦门期末)某小组用
如图甲所示装置测量当地的重力加速
度.实验中打出了一条较为理想的纸带
如图乙所示,A、B、C、D、E 为连续的五个
点迹,相 邻 两 点 之 间 的 距 离 已 标 在 纸
带上.
甲
乙
(1)该条纸带的 (选填“左”或
“右”)端和重物相连接.
(2)若打点计时器所用交流电源的频率
为50Hz,则打下点C时重物的瞬时速度
大小为 m/s,当地的重力加速
度大小为 m/s2.(计算结果均保
留三位有效数字)
自由落体运动规律
自由落体运动是初速度为0的匀加速直线
运动,把v0=0和a=g代入匀变速直线运
动的公式可得
1.五个基本公式
①v=v0+at
②x=v0t+
1
2at
2
③v2-v20=2ax
④v=vt
2
=
v0+v
2
⑤xn-xn-1=aT2
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
v0=0
a→g
→
①v=gt
②x=12gt
2
③v2=2gx
④v=vt
2
=v2
⑤xn-xn-1=gT2
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ïï
2.vGt图像
自由落体运动的vGt图像是
一条过原点的倾斜直线,斜
率表示重力加速度g.
54
第二部分
[例4] 物体从离地面45m高处做自由落
体运动(g 取10m/s2).下列选项正确
的是 ( )
A.物体运动3s后落地
B.物体落地时的速度大小为45m/s
C.物体在落地前最后1s内的位移为
15m
D.物体在整个下落过程中的平均速度为
20m/s
[例5] (2025内蒙古呼伦贝尔期末)高
空坠 物 现 象 被 称 为 “悬 在 城 市 上 空 的
痛”.近年来,高空坠物致人伤亡的案例
不断见诸报端.某次正在高楼安装空调
外机的工人距地高H=80m处不慎掉落
一个扳手(可视为质点).空气阻力不计,
取重力加速度大小g=10m/s2.求:
(1)扳手从脱落到落地的时间t和落地前
瞬间的速度v的大小;
(2)扳手落地前1s下落的高度h.
[例6] 下列各图像中,能够描述自由落体
运动的是 ( )
A B C D
1.如图所示,在有空气的玻璃管中,金属片
比羽毛下落得快,在抽掉空气的玻璃管
中,金属片和羽毛下落快慢相同.
(1)为什么在抽掉空气的玻璃管中不同
物体下落快慢相同?
(2)空气中的落体运动在什么条件下可
看作自由落体运动?
2.(1)如图所示,这两
名跳伞运动选手有
不同的体重,自由下
落加速度的大小与他们的质量有关吗?
(2)在地球上的不同位置,自由落体的加
速度一定相同吗? 同一物体在月球和地
球上做自由落体运动时加速度相同吗?
[基础对点练]
▶[知识点一] 自由落体运动
1.(2025黑龙江大庆学业考试)下列情境
中,可以将物体的运动视为自由落体运
动的是 ( )
A.空中飘落的羽毛
B.从静止开始自由下落的铅球
C.悬停在空中的风筝
D.水平飞行的飞机
2.(2025黑龙江佳木斯学业考试)关于自
由落体运动,下列说法正确的是 ( )
A.加速度为零
B.初速度为零、只受重力
C.轨迹是曲线
D.运动方向向上
64
物 理
知识衔接篇
▶[知识点二] 自由落体加速度
3.如图所示,一个两端封闭的玻
璃管,其中一端有一个开关,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.第一次实验:打开开关使
管内空气与大气连通,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.第二次实验:把玻璃管
里的空气抽出去,再次观察物体下落的
情况.则下列说法正确的是 ( )
A.第一次实验中,铁片和羽毛下落时间
相同,加速度相同
B.第二次实验中,铁片和羽毛下落时间
相同,加速度相同
C.这两次实验,羽毛下落均可近似看作
自由落体运动
D.采用第二次实验的方法,在北京和赤
道分 别 做 该 实 验,铁 片 下 落 的 时 间
相同
4.(2025云南昆明期中)关于自由落体运
动,下列说法正确的是 ( )
A.物体在下落的过程中,每秒速度变化
量都相同
B.物体刚下落时,速度和加速度都为零
C.自由落体运动是一种匀速直线运动
D.物体的质量越大,下落时加速度就
越大
▶[知识点三] 自由落体运动规律
5.(2025福建宁德期末)
入秋以来宁德市屏南县
四坪村的柿子熟了,吸
引众多游客前往打卡拍
照.某游客发现一个柿子正好从离水平
地面约5m 高的树枝上掉落,重力加速
度g取10m/s2,则这个柿子落到地面的
时间约为 ( )
A.0.5s B.1s
C.2s D.3s
6.(2025 云南玉溪期末)
甲、乙两同学通过下面的
实验测量人的反应时间:
如图所示,甲握住直尺让
其自然下垂,乙把手放在
尺的下端附近准备用手指
夹住下落的尺.甲在不通知乙的情况下,
突然松手,尺子下落,乙看到尺子下落后
快速用手指夹住尺子,从甲释放到乙捏
住尺子,尺子下落的时间为乙的反应时
间.若某次测量时尺子下落h=0.2m 后
被乙捏住,取重力加速度g=10m/s2,则
此次测量乙的反应时间为 ( )
A.0.1s B.0.2s
C.0.3s D.0.4s
7.(2025贵州安顺期末)攀
岩爱好者在野外攀岩,中途
休息时,踩落一小石块,约4
s后听到石头直接落到崖底
的声音,则小石块落地前最
后一秒的平均速度最接近 ( )
A.10m/s B.25m/s
C.30m/s D.35m/s
8.(2025陕西咸阳期中)如
图是悬崖跳水运动员从悬
崖跳水时的照片.一位观
察者测出,跳水运动员碰
到水 面 前 在 空 中 下 落 了
3s,跳水运动员可视为质点,在空中的运
动可看作自由落体运动,g=10m/s2.跳
水运动员在第2s内的位移大小和悬崖
的高度分别为 ( )
A.15m、90m B.24m、45m
C.15m、45m D.25m、90m
74
第二部分
9.(2025江苏南通期末)苹果自由下落过
程中,苹果距地高度h、下落速度v、下落
时间t的图像关系正确的是 ( )
A B C D
[能力提升练]
10.(多选)(2025四川眉山期中)甲物体
的质量是乙物体的5倍,甲从 H 高处自
由落下,乙从2H 高处与甲物体同时自
由落下.不计空气的影响,在它们落地
之前,下列说法中正确的是 ( )
A.两物体下落过程中,在同一时刻甲的
速度比乙的速度大
B.下落1s末,它们的速度相同
C.各自下落1m时,它们的速度相同
D.下落过程中甲的加速度比乙的加速
度大
11.(2025辽宁大连期末)某研究小组用
如图甲所示的实验装置测自由落体加
速度.重物从高处由静止开始下落,重
物上拖着的纸带通过电磁打点计时器,
打出一系列的点,对纸带上的点迹进行
测量,即可求出自由落体加速度.
甲
乙
(1)除图甲中所示的装置之外,还必须
使用的器材是 ;
A.约8V的交流电源、秒表、刻度尺
B.约8V的交流电源、刻度尺
C.220V的交流电源、秒表、刻度尺
D.220V的交流电源、刻度尺
(2)对照图甲,下面列举了该实验的几
个操作步骤,其中操作错误的步骤是
;
A.纸带应该压在复写纸的下面
B.先接通电源开关,再松开铁夹释放
纸带
C.选择质量大、体积小的重物
D.重物释放前离打点计时器远一点
(3)小组同学选取一条符合要求的纸
带,从中截取一段,O、A、B、C、D、E、F
为纸带上选取的连续点迹,用刻度尺测
量出各点的间距如图乙所示,所用电源
的频率为50Hz.可求出打点计时器打
下D 点时重物的速度vD =
m/s,重物下落的加速度g=
m/s2.(结果均保留三位有效数字)
12.(2025北京大兴期末)为了估测井口
到水面的距离,让一个小石块从井口自
由落下,经过1.0s后听到石块击水的
声音.重力加速度g取10m/s2.
(1)计算石子落水时的速度v;
(2)请你估算水面到井口的距离 H.
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物 理