高效作业10 4 自由落体运动-【精彩三年】2024-2025学年高中物理必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

高效作业10 [4　自由落体运动] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [A级　新教材落实与巩固] 1．关于自由落体运动，下列说法正确的是(　　) A．春天下毛毛细雨，雨滴下落的运动是自由落体运动 B．卫星返回舱返回地球过程中的运动可看作自由落体运动 C．从二楼阳台由静止释放一把钥匙，钥匙的运动可近似看作自由落体运动 D．从水平飞行的飞机上释放的大包救灾物资将做自由落体运动 C 【解析】 春天下毛毛细雨，雨滴下落过程受到的空气阻碍作用不能忽略，则雨滴下落的运动不是自由落体运动，选项A错误；卫星返回舱返回地球过程中要受到大气阻力的作用，则返回舱的运动不能看作自由落体运动，选项B错误；从二楼阳台由静止释放一把钥匙，空气阻力可忽略不计，钥匙的运动可近似看作自由落体运动，选项C正确；从水平飞行的飞机上释放的大包救灾物资，由于有水平速度，同时空气的阻力也不能忽略不计，则救灾物资不是做自由落体运动，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2．金属片和小羽毛在抽成真空的玻璃筒内下落的实验说明(　　) A．物体越重下落越快 B．在同一地点，真空中轻、重物体下落一样快 C．在同一地点，真空中物体越重下落越快 D．在同一地点，不论有无空气，轻、重物体下落一样快 【解析】 真空中物体仅受重力，下落一样快，A、C错误，B正确；当存在空气阻力时，轻的物体由于空气阻力影响较大，下落较慢，D错误。 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3．物理图像能直观地反映物理量间的变化关系。关于自由落体运动的规律，下列各物理量的图像正确的是(g取10 m/s2)(　　) 　A.　　　　　　　　B. C.　　　　　　　　D. C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4．如图所示，小明用一根长50 cm的直尺制作“人的反应时间测量尺”。下列四幅图是同组四位同学标的新刻度(反应时间，单位为s)，正确的是(　　) A．　 　B．　 　C．　 　D． B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5． (多选)为了测出楼房的高度，将一石块从楼顶由静止释放，石块自由下落至地面(不计空气阻力，重力加速度已知)。测出下列哪个物理量就可以计算出楼房的高度？(　 　) A．石块下落到地面的总时间 B．石块落地前瞬间的速度 C．石块下落第1 s内的位移 D．石块下落1 s时的速度 AB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6．有一架照相机，其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节，而快门(曝光时间)是固定不变的。为估测这架照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5 m的高度下落，每块砖的平均厚度为6 cm，由此估算出这张照片的曝光时间为(　　) A．0.02 s　　　　　 B．0.04 s C．0.1 s D．0.2 s A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7．一个小球从80 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2)，求： (1)小球下落的总时间。 (2)小球在前2 s下落的高度。 (3)小球在最后1 s下落的高度。 【答案】 (1)4 s　(2)20 m　(3)35 m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [B级　素养养成与评价] 8．[2024·嘉兴一中高一]参观古镇时，恰逢下雨，小吴同学饶有兴致地观察屋檐滴水的情景。他观察到水滴下落时间间隔均匀，测得1分钟内下落水滴180个，由参观资料知屋檐高为3.2 m。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。他有以下推断，其中正确的是(　　) A．空中相邻的两个水滴的间距保持不变 B．空中相邻的两个水滴的最大间距是 m C．空中有3个水滴时相邻间距之比始终为1∶3 D．空中有3个水滴和2个水滴的时间之比是2∶3 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9．频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。小明在实验室用频闪周期为T的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果同时同地自由下落的局部频闪照片如图所示。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法正确的是(　　) A．从A点运动到D点，苹果比羽毛所需时间更短 B．苹果下落到C点时的速度大小为vC＝ C．苹果位移大小可能满足关系x1∶x2∶x3＝9∶11∶13 D．苹果位移大小一定满足关系x1∶x2∶x3＝1∶3∶5 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10．[2024·瑞安中学高一]某教科书封面上的沙漏照片如图所示。同学们发现照片中的砂粒在空中运动时都看不出砂粒本身的形状，而是一条条痕迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒下落的初速度为0，忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，同学们有以下推断，其中正确的是(　　) A．出口下方10 cm处的痕迹长度约是5 cm处的2倍 B．出口下方10 cm处的痕迹长度约是5 cm处的 倍 C．出口下方0～2 cm范围内的砂粒数约与2～6 cm范围内的砂粒数相等 D．出口下方0～2 cm范围内的砂粒数远少于2～8 cm范围内的砂粒数 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11．从离地面500 m的空中自由落下一个小球，g取10 m/s2，求小球： (1)落到地面的时间。 (2)自开始下落计时，在第1 s内的位移的大小、最后1 s内的位移的大小。 (3)下落时间为总时间的一半时的位移的大小。 【答案】 (1)10 s　(2)5 m　95 m　(3)125 m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12．[2024·湖州中学高一]比萨斜塔是世界建筑史上的一个奇迹，它位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上，是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼。根据《伽利略传》记载，1589 年伽利略在比萨斜塔上当着其他教授和学生的面做了一个实验，推翻了亚里士多德的观点。如图所示，在斜塔顶无初速度地释放一个小球，小球经过 t＝3 s到达地面，且小球经过第一层到达地面的时间为 t0＝0.2 s，不计空气阻力。(g取10 m/s2) (1)求比萨斜塔塔顶的高度。 (2)求比萨斜塔第一层的高度。 【答案】 (1)45 m　(2)5.8 m 感谢聆听，再见！ 【解析】 物体做自由落体运动，根据速度—时间关系公式，有v＝gt＝10t，故A、B错误；自由落体运动的加速度始终等于重力加速度g，故C正确；物体做自由落体运动，根据位移—时间关系公式，有x＝gt2，所以位移—时间图像是抛物线，故D错误。故选C。 【解析】 由题可知，手的位置在开始时应放在0刻度处，所以0刻度要在下边，物体做自由落体运动的位移h＝gt2，位移与时间的平方成正比，所以在相等的时间间隔内，位移逐渐变大，由h＝gt2得测量尺下落全部离开手的时间t＝≈0.3 s，故选B。 【解析】 根据自由落体运动公式h＝gt2可知，若知道石块下落到地面的时间，即可求得楼房高度，A正确；由运动学公式v2＝2gh可知，若知道石块落地前的瞬时速度，即可算出楼房高度，B正确；任何自由落体运动在下落1 s时的位移和速度都是相同的，即若知道石块下落第1 s内的位移和下落1 s时的速度，不能求解楼房高度，C、D错误。 【解析】 由题图可知，石子下落处距模糊的径迹上端的高度约为h＝2.5 m－8.5×6×10－2 m≈2 m，根据v2＝2gh，可得石子到达径迹上端的速度大小为v＝＝ m/s≈6.3 m/s，由于径迹对应的曝光时间较短，将该过程近似处理成匀速运动，则有T＝＝ s≈0.02 s，故选A。 【解析】 (1)由自由落体运动位移公式h＝gt2得t＝＝ s＝4 s。 【解析】 空中相邻的两个水滴间的时间间隔相同，但是水滴在做加速运动，加速度相同，所以下面的水滴相对上面水滴在匀速下落，间距变大，故A错误；1分钟内下落水滴180个，相邻水滴时间间隔t0＝ s，下落总时间t＝＝0.8 s，空中相邻的两个水滴的最大间距是Δh＝gt2－g(t－t0)2＝ m，故B错误；只有当水滴刚滴下时，才满足相邻间距之比为1∶3，不是始终为1∶3，故C错误；下落总时间是0.8 s，相邻水滴时间间隔为 s，空中有3个水滴和2个水滴的时间之比是 【解析】 从A点运动到D点，苹果与羽毛所需时间相同，均为3个频闪周期，A错误；根据匀变速直线运动的推论可知，苹果下落到C点时的速度大小为vC＝，B错误；根据初速度为0的匀加速直线运动中，连续相等时间内的位移之比为奇数之比可知，若苹果在A位置的速度为0，则位移关系满足x1∶x2∶x3＝1∶3∶5，由于是局部频闪照片，若苹果在A位置的速度不为0，则不满足关系x1∶x2∶x3＝1∶3∶5，可能满足x1∶x2∶x3＝9∶11∶13，C正确，D错误。 【解析】 根据v2＝2gh可知，出口下方10 cm处砂粒的速度约是5 cm处的倍，则出口下方10 cm处的痕迹长度约是5 cm处的 倍，故A错误，B正确；根据初速度为0的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶…可知，从出口下落0～2 cm与2～8 cm的时间是相等的，因砂粒随时间均匀漏下，可知出口下方0～2 cm范围内的砂粒数约与2～8 cm 范围内的砂粒数相等，故C、D错误。 【解析】 (1)由h＝gt2得落地时间 t＝＝ s＝10 s。 (2)第1 s内的位移 h1＝gt＝×10×12 m＝5 m。 前9 s内的位移 h9＝gt＝×10×92 m＝405 m， 所以最后1 s内的位移 h10＝h－h9＝500 m－405 m＝95 m。 (3)下落时间t′＝＝5 s内的位移为 h5＝gt′2＝×10×52 m＝125 m。 【解析】 (1)小球做自由落体运动，则比萨斜塔塔顶的高度为h＝gt2＝×10×32 m＝45 m。 (2)比萨斜塔第一层的高度为h1＝gt2－g(t－t0)2＝5.8 m。 $$