第2章 第5节 自由落体运动 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（教科版）

第5节　自由落体运动 核心素养导学 物理观念 (1)了解亚里士多德关于物体下落运动的主要观点。 (2)知道物体做自由落体运动的条件。 (3)了解重力加速度的概念，掌握其大小、方向，知道地球上不同地点的重力加速度可能会不同。 科学思维 (1)理解重力加速度的特点。 (2)理解自由落体运动的规律及应用。 科学探究 (1)了解伽利略通过逻辑推理与实验相结合的方法研究自由落体运动。 (2)通过实验探究自由落体运动，经历抽象概括和推理的过程。 科学态度与责任 认识伽利略的科学研究方法对科学发展和人类进步中的作用和重大意义。 一、自由落体运动 1.定义:只在重力作用下，物体由静止开始下落的运动。 2.条件:①初速度v0=0；②仅受重力。 3.实际落体运动的处理 (1)一般情况下，物体下落时所受空气阻力不能忽略，物体由静止下落的运动不能看成自由落体运动； (2)当空气阻力可以忽略时，物体由静止下落的运动可以近似看成自由落体运动。 二、自由落体运动的规律 1.自由落体运动是初速度为零、加速度a恒定的匀加速直线运动。 2.把初速度v0=0和加速度a=g分别代入匀变速直线运动的速度与时间的关系式和位移与时间的关系式，可以得到自由落体运动的速度、位移与时间的关系式分别为:v=gt，x=gt2。 三、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:在地球上同一个地点，g的大小一定；在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。在一般的计算中，g可以取9.8 m/s2或10 m/s2。  　　(1)重力加速度的方向虽然竖直向下，但不同位置的重力加速度的方向并不相同。 (2)在地球上的不同地方，重力加速度的大小不同，但差别很小。 1.如图所示为牛顿管里的金属片和羽毛的下落情况，请对以下结论作出判断: (1)甲中羽毛和金属片均做自由落体运动。 (×) (2)乙中羽毛和金属片均做自由落体运动。 (√) (3)甲中羽毛比金属片下落慢的原因是空气阻力对羽毛下落有较大的影响。 (√) 2.观察下列两幅图片，思考有关问题: (1)伽利略的“比萨斜塔实验”:让重的铁球和轻的铁球同时下落，发现两球几乎同时落地。简单解释为什么? (2)航天员在月球上的“实验”:铁球与羽毛同时由静止释放，同时落地。简单解释为什么? 提示:(1)空气阻力对两个铁球的运动的影响可以忽略，两球下落可以看成自由落体运动，由公式x=gt2可知二者下落时间相同。 (2)月球表面没有空气，铁球与羽毛都做自由落体运动，由公式x=gt2可知二者下落时间相同。 新知学习(一)　自由落体运动与重力加速度 [任务驱动] 　　如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化示意图。根据示意图，跳伞者下降的全过程可看成自由落体运动吗?为什么?跳伞者在下降过程的不同阶段近似做什么运动?请和同学讨论并交流看法。(箭头表示受到的力) 　　提示:不可以看成自由落体运动，因为下降阶段特别是打开降落伞后，所受空气阻力比较大。跳伞者在下降过程的开始阶段，做加速运动，速度越来越大，但速度增加得越来越慢，打开降落伞后，跳伞者开始做减速运动，速度开始急剧减小，但速度减小得也越来越慢，直到以较小的速度匀速下落到地面。 [重点释解] 1.对自由落体运动的理解 (1)条件:①初速度为0；②只受重力。 (2)运动性质:是初速度v0=0、加速度a=g的匀加速直线运动。 (3)v-t图像:是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，斜率k=g。 　　[特别提醒]　 (1)自由落体运动是一种理想化模型。 (2)只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体从静止开始下落的运动才可以视为自由落体运动。 2.对自由落体加速度(重力加速度)的理解 (1)方向:竖直向下。 (2)大小: ①在同一地点，重力加速度都相同，与物体的质量、大小等因素均无关。 ②重力加速度与在地球上的纬度、距地面的高度的关系 与纬度的关系 a.在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大 b.赤道处重力加速度最小，两极处重力加速度最大，但差别不大 与高度的关系 a.在地面上的同一地点，重力加速度随高度的增加而减小 b.在距离地面高度不太高的范围内，可认为重力加速度的大小不变 [针对训练] 1.关于物体做自由落体运动的加速度g值，下列说法中正确的是 (　 ) A.重的物体g值大 B.同一地点，轻、重物体的g值一样大 C.g值在地球上任何地方都一样大 D.g值在赤道处大于北极处 解析:选B　g值与物体轻重无关，A错误，B正确；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道处小于北极处，C、D错误。 2.(多选)对于从苹果树上同一高度同时自由落下的苹果和树叶，下列说法正确的是 (　 ) A.苹果和树叶都可以看成做自由落体运动 B.苹果可以近似地看成做自由落体运动，树叶不能看成做自由落体运动 C.假如地球上没有空气，则苹果和树叶将同时落地 D.苹果先落地是因为其下落时的重力加速度比树叶的大 解析:选BC　从树上落下的苹果所受阻力相对重力很小，可看成做自由落体运动，而从树上落下的树叶所受阻力相对重力较大，不能看成做自由落体运动，同一位置重力加速度是相同的，A、D错误，B正确；假如地球上没有空气，则苹果和树叶不受空气阻力，都做自由落体运动，下落快慢相同，同时落地，C正确。 3.(2025·乐山期末)下列图像中，与自由落体运动规律相符合的是 (　 ) 解析:选B　自由落体运动是初速度为零、加速度恒定为g的匀变速运动，则a⁃t图线是平行于横轴的直线，根据v=gt可知v⁃t图线是过原点的倾斜直线，根据x=gt2可知x⁃t图线为抛物线，x⁃t2 图线为过原点的倾斜直线。故选B。 新知学习(二)　自由落体运动的规律及应用 [重点释解] 1.三个基本关系式 匀变速直线运动 自由落体运动 速度与时间的关系式 vt=v0+at vt=gt 位移与时间的关系式 x=v0t+at2 x=gt2 速度与位移的关系式 -=2ax =2gx 2.自由落体运动的推论 匀变速直线运动的一切推论公式，如:①平均速度公式、②位移中点的瞬时速度公式、③逐差相等公式、④初速度为零的匀加速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动。 　　[特别提醒] 　　(1)自由落体运动的运动时间由下落的高度决定。 (2)自由落体运动中下落的高度与离地高度是两个不同的概念，处理问题时要注意区分。 [典例体验] 　　[典例]　屋檐每隔一定时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿，如图所示。问:(g取10 m/s2) (1)此屋檐离地面多高? (2)滴水的时间间隔是多少? [解析]　方法一:用基本公式法求解 设屋檐离地面高为h，滴水的时间间隔为Δt。 则:第2滴的位移h2=g(3Δt)2 ① 第3滴的位移h3=g(2Δt)2 ② 又由于h2-h3=1 m ③ 由①②③得:Δt=0.2 s 屋檐高h=g(4Δt)2=×10×(4×0.2)2 m=3.2 m。 方法二:用平均速度法求解 设滴水的时间间隔为Δt，水滴经过窗子过程中的平均速度== 由vt=gt得:下落2.5Δt时的速度为vt=2.5gΔt 由于=vt，故=2.5gΔt，则Δt=0.2 s 屋檐高h=g(4Δt)2=3.2 m。 方法三:用比例法求解 由于相邻的两水滴的时间间隔相等，设从上到下两相邻水滴的距离为h1、h2、h3、h4。 则=，由题知h3=1 m，则h1=0.2 m 由h1=gt2得，t== s=0.2 s t总=4t=0.8 s，则h总=g=3.2 m。 [答案]　(1)3.2 m　(2)0.2 s /方法技巧/ 自由落体运动的求解方法 (1)基本公式法:vt=gt，h=gt2，=2gh。 (2)平均速度法:===。 (3)比例法:hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…=1∶3∶5∶…。 [针对训练] 1.(2024·广西高考)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落，P1在下落的第1 s末速度大小为v1，再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第1 s 末速度大小为v2，g取10 m/s2，则 (　 ) A.v1=5 m/s B.v1=10 m/s C.v2=15 m/s D.v2=30 m/s 解析:选B　重物自由下落做自由落体运动，加速度与质量无关，则下落1 s后速度大小为v1=v2=gt=10 m/s2×1 s=10 m/s。故选B。 2.一物体做自由落体运动，落地时速度是30 m/s(g取10 m/s2)。求: (1)物体下落到地面所需时间； (2)物体开始下落时的高度； (3)物体在最后1 s内下落的高度。 解析:(1)由vt=gt得:t== s=3 s。 (2)方法一:根据=2gh，则下落的高度为: h1== m=45 m。 方法二:h1=·t=×3 m=45 m。 方法三:h1=gt2=×10×32 m=45 m。 方法四:作出如图所示的v⁃t图像。 h1=×3×30 m=45 m。 (3)物体在前2 s内的位移为: h2=g=×10×4 m=20 m， 所以最后1 s内的位移为 h3=h1-h2=45 m-20 m=25 m。 答案:(1)3 s　(2)45 m　(3)25 m 新知学习(三)　重力加速度的测定 方案一:打点计时器法 1.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，另一端穿过打点计时器。用夹子夹住纸带，启动打点计时器，松开夹子后重物自由下落，选择打出点迹清晰的纸带。 2.对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用g=求出重力加速度。 3.操作提醒: (1)为尽量减小空气阻力的影响，应选体积小、密度大的重物。 (2)为减小限位孔的阻力，打点计时器应竖直固定好。 (3)重物应靠近打点计时器释放，且要先接通打点计时器的电源，再释放重物。 　　[典例1]　在“研究自由落体运动的规律”的实验中: (1)除打点计时器(包括电源和纸带)、重锤、铁架台外，还需要下列测量器材　　　　(填字母)。  A.毫米刻度尺 B.秒表 C.天平 D.弹簧测力计 (2)实验中打出一条纸带，截取其中一段如图所示。选取连续打出的点A、B、C、D、E为计数点，各相邻计数点间距离已在图上标出。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打点计时器打C点时，重锤的速度大小为　　　　 m/s，重锤下落的加速度大小为　　　　　 m/s2(结果均保留3位有效数字)。  　　[解析]　(1)实验中需要测量计数点之间的距离，故还需要毫米刻度尺。 (2)交流电源的频率为50 Hz，则打点时间间隔为T==0.02 s 打点计时器打C点时，重锤的速度大小为vC== m/s≈1.16 m/s 根据逐差法可得，重锤下落的加速度大小为 a==×10-2 m/s2≈9.69 m/s2。 [答案]　(1)A　(2)1.16　9.69 方案二:频闪照相法 1.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可求出重力加速度g=。由g=也可求出重力加速度g。 2.操作提醒: (1)为尽量减小空气阻力的影响，应选体积较小、密度较大的金属小球。 (2)本实验的误差主要是测量照片中小球的像之间的间距带来的误差。 　　[典例2]　小球落体运动规律时拍摄的频闪照片如图所示，根据照片基本可以判断 (　 ) A.小球速度不变 B.小球速度越来越小 C.小球加速度不变 D.小球加速度越来越大 　　[解析]　根据频闪照片可以看出，相邻两次拍照时间内小球下落的位移分别为:x1=0.55 cm，x2=2.20 cm-0.55 cm=1.65 cm，x3=4.95 cm-2.20 cm=2.75 cm，x4=8.80 cm-4.95 cm=3.85 cm，x5=13.75 cm-8.80 cm=4.95 cm，符合匀变速直线运动推论Δx=aT2，连续相等时间内的位移差为定值，说明加速度a不变，C正确。 [答案]　C 　　[典例3]　一位同学在研究小球自由落体运动时，用频闪照相连续记录下小球的位置如图所示。已知闪光周期为 s，测得x1=7.68 cm，x3=12.00 cm，用上述数据通过计算可得小球运动的加速度约为　　　　m/s2，图中x2约为　　　　cm。(结果保留三位有效数字) [解析]　由x3-x1=4at2，得a=，解得a=9.72 m/s2，由x2-x1=2at2，解得x2=9.84 cm。 [答案]　9.72　9.84 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 ◉物理观念——重力加速度的大小与纬度的关系 1.(选自鲁科版教材“科学书屋”)表中展示了某些地点的重力加速度大小。从表中可以看出，物体所处地点的纬度越高，重力加速度值越大；纬度越低，重力加速度值越小。 不同地点的重力加速度 地点 纬度 重力加速度g/(m·s-2) 北极 90° 9.832 莫斯科 55°45' 9.816 纽约 40°40' 9.803 北京 39°56' 9.801 东京 35°43' 9.798 上海 31°12' 9.794 武汉 30°33' 9.794 广州 23°06' 9.788 赤道 0° 9.780 ◉科学思维——自由落体运动规律的应用 2.(选自粤教版教材课后练习)在苏州园林中，有不少亭台的设计非常巧妙，下雨时可清晰地听到雨滴落下的滴答声。某同学据此借助高速照相机设计了一个探究实验:雨滴自檐边由静止滴下，每隔0.2 s滴下一滴，第1滴落地时第6滴恰欲滴下，此时测得第1、第2、第3、第4滴之间的距离依次为1.62 m，1.26 m，0.90 m。假定落下的雨滴的运动情况完全相同，则此时第2滴雨滴下落的速度为多少?(不考虑雨滴受到的空气阻力) 解析:由平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知: 第2滴雨滴下落的速度 v2===7.2 m/s。 答案:7.2 m/s ◉科学探究——探究滑块沿斜面运动的规律 3.(选自鲁科版教材课后练习)某物理兴趣小组根据伽利略描述的方法，设计了如图所示的实验装置，探究物体沿斜面下滑的运动规律。实验方案:让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，释放滑块时打开阀门，使水箱中的水流入量筒；当滑块碰到挡板时关闭阀门，测量此时滑块运动的距离x和量筒中水的体积V。在水流基本均匀的情况下，滑块运动的时间越长，量筒中的水就越多。 (1)水的　　　　可反映滑块运动的　　　　。  (2)根据初速度为0的匀变速直线运动　　　　　与　　　　　　比值不变的规律，对实验数据进行处理和分析，可判断滑块沿斜面下滑的运动是否为匀变速直线运动。  (3)下表为该实验小组测得的实验数据，请将计算结果填入表格。 次数 1 2 3 4 5 6 7 x/m 4.5 3.9 3.0 2.1 1.5 0.9 0.3 V/mL 90.0 84.0 72.0 62.0 52.0 40.0 23.5 /(×10-4 m·mL-2) 你的结论是 　。 (4)你认为本实验的误差来源主要有_______________________________________________。  解析:(1)因水流基本均匀，所以水的体积可反映滑块运动的时间。 (2)对于初速度为0的匀变速直线运动，位移与时间的二次方的比值是不变的。 (3)根据表中数据可以计算出各次实验对应的的值，可以发现在误差允许的范围内为一定值，这说明滑块沿斜面下滑时做的是匀变速直线运动。 (4)本实验的误差来源主要有:水从水箱中流出时水流不够均匀，滑块下滑距离测量不准确，斜面粗糙程度不均匀，滑块开始下滑与开始流水不同步等。 答案:(1)体积　时间　(2)位移　时间的二次方　 (3)5.56　5.53　5.79　5.46　5.55　5.63　5.43　结论见解析　(4)见解析 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 1.很多智能手机都有加速度传感器，安装能显示加速度情况的应用程序，就能看到手机运动时各方向加速度随时间变化的图像。现打开应用程序，先用手托着手机，然后手掌迅速竖直向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，最后又接住手机，手机屏幕上显示了如图所示的图线，则 (　 ) A.图线最开始的一条水平线表示手机匀加速下落 B.由图可知手机下落的最大加速度约为-10 m/s2 C.图中出现的向上波峰表示自由落体的加速度 D.该应用程序规定向下方向为加速度的正方向 解析:选B　图线最开始的一条水平线表示开始时手机还未开始向下运动时的静止状态，故A错误；由题图可知手机下落的最大加速度约为-10 m/s2，故B正确；图中出现的向上波峰表示最后手接住手机的过程中，手机向下做减速运动，加速度方向向上，进而可知该应用程序规定向上方向为加速度的正方向，故C、D错误。 2.(2025·广安期末)2024年8月9日在巴黎奥运会跳水项目女子单人3米板决赛中，中国选手陈艺文以总分376.00分的成绩夺得冠军。如图所示为陈艺文入水前的v⁃t图像，t=0时刻是其竖直向上跳起的瞬间，不计空气阻力，则下列判断正确的是 (　 ) A.陈艺文在0~t1时间内向上做匀加速直线运动 B.陈艺文在t1~t2时间内做自由落体运动 C.0~t1与t1~t2时间内陈艺文的速度方向相同 D.0~t1与t1~t2时间内陈艺文的加速度方向相反 解析:选B　陈艺文在0~t1时间内离开跳板向上运动，仅受重力作用，加速度为重力加速度，可知，陈艺文在0~t1时间内向上做匀减速直线运动，故A错误；由v⁃t图像可知，t1时刻速度为0，之后陈文艺向下做自由落体运动，故B正确；根据v⁃t图像可知，0~t1 与t1~t2时间内陈艺文的速度方向相反，故C错误；结合上述可知，0~t1与t1~t2时间内陈艺文的加速度均为重力加速度，则加速度方向均竖直向下，故D错误。 3.高空坠物非常危险，现在高层住宅越来越多，因此人们一定要有安全防范意识。假设某住宅楼上坠物做自由落体运动，开始2 s内的下落高度与最后2 s内的下落高度之比为2∶5，重力加速度g取10 m/s2，则物体落地时的速度大小为 (　 ) A.15 m/s　 B.25 m/s　 C.30 m/s　 D.35 m/s 解析:选D　开始2 s内的下落高度为h1=g=×10×22 m=20 m，最后2 s内的下落高度为h2=gt2-g(t-2)2，=，解得t=3.5 s，物体落地时的速度大小为v=gt，联立解得v=35 m/s，故D正确。 [课时跟踪检测] 1.下列各运动中，可看成自由落体运动的是 (　 ) A.在沿水平方向运动的飞机上释放一个物体 B.纸片在空中由静止下落 C.铁球从空中被向下抛出 D.熟透的苹果从树上掉落 解析:选D　在沿水平方向运动的飞机上释放一个物体时，物体具有水平方向的速度，所以不是自由落体运动，故A错误。纸片在空中由静止下落时，由于受到的空气阻力不能忽略，所以不可以看成自由落体运动；而熟透的苹果从树上掉落，初速度为0且空气阻力可以忽略不计，可以看成自由落体运动，故B错误，D正确。铁球从空中被向下抛出，初速度不为0，不是自由落体运动，故C错误。 2.(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的自由落体运动的图像，下列说法正确的是 (　 ) A.甲是a⁃t图像　　　　 B.乙是v⁃t图像 C.丙是v⁃t图像 D.丁是a⁃t图像 解析:选BD　若甲是a⁃t图像，则加速度减小，说明物体不做匀变速直线运动，故A错误；若乙是v⁃t图像，其斜率等于加速度，可知物体做匀加速直线运动，故B正确；若丙是v⁃t图像，其斜率等于加速度，可知物体做非匀变速直线运动，故C错误；若丁是a⁃t图像，加速度不变，说明物体做匀变速直线运动，故D正确。 3.(2025·自贡期末)如图所示是甲同学给乙同学测量反应时间的实验。甲同学手持直尺上端，让直尺保持竖直自由下落，初始时，乙同学手放置的位置如图2所示，当乙同学看到直尺下落后，抓住直尺位置如图3所示，则乙同学的反应时间约为 (　 ) A.0.02 s B.0.2 s C.0.5 s D.1.8 s 解析:选B　由题图2和题图3可知，直尺下落的高度大约为h=19 cm-2 cm=17 cm，根据h=gt2，可得乙同学的反应时间约为t== s≈0.2 s，故选B。 4.(2025·广元期末)物体从某一高度做自由落体运动，下落至地面，经时间t到达中点，则物体下落到地面所用的时间为 (　 ) A.t B.t-t C.t D.2t 解析:选C　设物体下落到地面所用的时间为t'，由自由落体运动规律可得h=gt2，2h=gt'2，解得t'=t，故选C。 5.如图所示为“探究自由落体运动的规律”实验过程中拍摄的频闪照片(照片中的数字是小球落下的距离，单位为 cm)，为了根据照片测量当地的重力加速度，一定要记录的是 (　 ) A.小球的直径 B.小球的质量 C.频闪光源的频率 D.小球初速度为0的位置 解析:选C　根据Δx=gT2得，重力加速度g=，可知为了测量当地的重力加速度，需要记录频闪光源的频率，故C正确，A、B、D错误。 6.小球从离地面高度为H处从静止释放，经过一段时间后落地反弹，忽略空气阻力和小球与地面的接触时间，则小球距地面高度h与时间t图像可能正确的是 (　 ) 解析:选C　小球下降过程中，距地面的高度为h=H-gt2，图线为开口向下的抛物线。上升过程中，距地面的高度为h=v0't-gt2，图线仍为开口向下的抛物线，故C正确，A、B、D错误。 7.(2025·遂宁期末)(多选)为了估算井口到水面的距离，小明从井口静止释放一个小石块，经过3 s后听到石块击水的声音，则 (　 ) A.井口到水面的距离约为30 m B.井口到水面的距离约为45 m C.小石块击水时速度约为30 m/s D.小石块击水时速度约为15 m/s 解析:选BC　井口到水面的距离约为h=gt2=×10×32 m=45 m，选项A错误，B正确； 小石块击水时速度约为v=gt=30 m/s，选项C正确，D错误。 8.(多选)如图所示，椰子从距地面高度h为20 m的树上由静止落下。不计椰子下落时受到的空气阻力，取g=10 m/s2。下列说法正确的是 (　 ) A.椰子下落的时间是2 s B.椰子下落的平均速度是20 m/s C.椰子下落最后一秒的位移是15 m D.椰子刚开始下落时的初速度是0，加速度也是0 解析:选AC　椰子下落的时间为t==2 s，故A正确；椰子下落的平均速度为==10 m/s，故B错误；椰子下落最后一秒的位移为Δx=g-g=15 m，故C正确；椰子刚开始下落时的初速度是0，加速度是g，故D错误。 9.(2025·资阳期末)如图所示，长度为5 m的细杆，上端悬挂在O点，A点在细杆正下方且距离细杆底端4 m。若由静止释放细杆，让其自由下落，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10 m/s2，则细杆通过A点所用的时间为 (　 ) A. s　　 B. s C. s　　 D. s 解析:选B　细杆下端到达A点，h=g，解得t1== s= s，细杆上端到达A点，h+l=g，解得t2== s= s，则细杆通过A点所用的时间为Δt=t2-t1= s，故选B。 10.如图，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 的正方形铁片自由落下，铁片下落的过程中底边始终水平，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取10 m/s2，下列说法正确的是 (　 ) A.铁片通过光电门A的瞬时速度为8 m/s B.铁片从A到B的平均速度为6 m/s C.O点到光电门A的距离为1 m D.光电门A到B之间的距离为0.24 m 解析:选B　铁片通过光电门A的瞬时速度为vA== m/s=4 m/s，A错误；铁片通过光电门B的瞬时速度为vB== m/s=8 m/s，铁片从A到B的平均速度为==6 m/s，B正确；O点到光电门A的距离为hA== m=0.8 m，C错误；光电门A到B之间的距离为hAB== m=2.4 m，D错误。 11.(多选)下雨时雨水从屋檐滴落是生活中常见的现象。假设屋檐某一位置每隔相同的时间无初速滴落一滴雨滴，不计空气阻力，雨滴可看成质点且处在无风的环境中，关于已滴出且未落地的雨滴，下列说法正确的是 (　 ) A.相邻雨滴之间的距离保持不变 B.相邻雨滴之间的速度之差保持不变 C.相邻雨滴之间的距离越来越大 D.相邻雨滴之间的速度之差越来越大 解析:选BC　相邻两雨滴均做自由落体运动，设后滴下的雨滴运动的时间为t，则先滴下雨滴运动时间为t+Δt，则两雨滴之间的距离Δx=g(t+Δt)2-gt2=gtΔt+g(Δt)2，两雨滴之间的距离越来越大，故A错误，C正确；两雨滴之间的速度之差Δv=g(t+Δt)-gt=gΔt，速度之差为一个定值，B正确，D错误。 12.(12分)学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量重力加速度大小。实验时，他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水滴刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第1个水滴落到桶底至第n个水滴落到桶底所用的时间t。 (1)重力加速度大小可表示为g=　　　　(用h、n、t表示)。 (2分)  (2)如果某次实验中，h=0.90 m，n=31，t=13.0 s，则测得的重力加速度大小g=　　　　 m/s2(保留2位有效数字)。 (4分)  (3)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:____________________________________________。(6分)  解析:(1)根据自由落体运动的位移与时间关系 h=gT2，得g=，而T=， 解得g=2h。 (2)将h=0.90 m、n=31、t=13.0 s代入上式， 解得g≈9.6 m/s2。 (3)根据公式g=2h，要提高测量结果准确程度，可适当增大n，或多次测量h取平均值。 答案:(1)2h　(2)9.6　(3)适当增大n或多次测量h取平均值 13.(14分)从离地面500 m处自由落下一个小球，不计空气阻力，取g=10 m/s2，求: (1)小球落到地面需要的时间。(4分) (2)小球开始下落后第1 s内的位移大小和最后1 s内的位移大小。(4分) (3)小球下落时间为总时间一半时的位移大小。(6分) 解析:(1)小球做自由落体运动，根据h=gt2 可得t==10 s。 (2)第1 s内的位移大小h1=g=5 m 前9 s内的位移大小h9=g=405 m 最后1 s内的位移大小 Δh=h-h9=500 m-405 m=95 m。 (3)t'==5 s，位移大小h5=gt'2=125 m。 答案:(1)10 s　(2)5 m　95 m　(3)125 m 14.(14分)一口井深为5 m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第6个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底(不计空气阻力，g取10 m/s2)。求: (1)相邻两个小球开始下落的时间间隔；(4分) (2)小球下落一半位移时的速度大小；(4分) (3)当第1个小球到达井底时第3个小球和第5个小球之间的距离。(6分) 解析:(1)由h=gt2得到小球落地时间为 t== s=1 s 故相邻两个小球开始下落的时间间隔T==0.2 s。 (2)由v2=2g·得小球下落一半位移时的速度大小为v== m/s=5 m/s。 (3)当第1个小球到达井底时，第3个小球和第5个小球之间的距离为Δx=g(3T)2-gT2=×10×(0.62-0.22)m=1.6 m。 答案:(1)0.2 s　(2)5 m/s　(3)1.6 m 学科网（北京）股份有限公司 $$