2.4自由落体运动 同步练 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-07-30
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 4. 自由落体运动 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 自由落体运动 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.43 MB |
| 发布时间 | 2026-07-30 |
| 更新时间 | 2026-07-30 |
| 作者 | 好说好说的 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59018140.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高一物理“自由落体运动”同步练,以“基础巩固-能力发展-探究提升”分层,覆盖概念辨析、公式应用、实验探究及实际情境,融合物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|自由落体定义、加速度、公式|知识点填空直接考查核心概念,单选1、3辨析运动性质|
|发展层|公式综合应用、图像分析|结合跳高(题2)、反应时间(题5)等生活情境,多选7、8深化运动规律理解|
|提升层|创新实验、多过程问题|激光打点(题15)、手机传感器(题16)培养科学探究,解答题18结合跳伞运动考查综合应用|
内容正文:
2.4自由落体运动(导学案)原卷版
姓名:___________班级:高一( )班 学号:___________
一、单选题
1.关于自由落体运动下列说法正确的是( )
A.物体只在重力作用下的运动就是自由落体运动
B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
C.做自由落体运动的物体,速度变化会越来越快
D.在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同
2.如图为我国跳高运动员张国伟某次比赛中的瞬间,他曾经最好的成绩是2.38米,此时重心升高约为1.2米。请估算他起跳离地时,竖直向上速度最接近的数值为( )
A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.7m/s
3.伽利略利用图中斜面实验得出的结论是( )
A.速度与下滑时间成反比
B.下滑距离与时间成正比
C.下滑距离与时间成反比
D.下滑距离与时间的平方成正比
4.某足球赛赛前,裁判员用抛硬币的方法来确定双方球队的进攻方向。已知硬币从裁判员手中离开后竖直向上运动的距离为0.8 m,硬币在空中经过1 s落地,取重力加速度大小,不计空气阻力,则硬币下落至地面时的速度大小为( )
A.2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.6 m/s
5.如图所示,A同学用两个手指捏住直尺的顶端,B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。在A同学放开手指让直尺下落时,B同学立刻捏住直尺。读出B同学捏住直尺的刻度,就是直尺下落的高度,根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间、就是B同学的反应时间。为了能够直接读出反应时间,某同学制作了一把“人的反应时间测量尺”,关于该测量尺样式正确的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,有一空心上下无底的弹性圆筒,设其长度为,它的下端距水平地面的高度为(已知量),筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球,现让小球和圆筒同时由静止自由落下,圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的,小球碰地后的反弹速率为落地速率的,它们与地面的碰撞时间都极短,可看作瞬间反弹,运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下,它的底端与小球同时到达地面(在此之前小球未碰过地),此时立即锁住圆筒让它停止运动,小球则继续多次弹跳,重力加速度为,不计空气阻力,下列选项正确的是( )
A.小球从释放到第一次落地所经历的时间为
B.圆筒的长度为
C.在筒壁上距筒底处装有一个光电计数器来记录小球通过光电计数器的次数,光电计数器的示数最终为5次
D.无论光电计数器放在筒壁哪里,光电计数器的示数最终至少为3次
二、多选题
7.四川乐山大佛开凿于唐代,历时约90年,通高71米。雨天水滴从顶上自由下落(时间间隔均为1s),不考虑一切阻力,则在落地之前,空中先后滴下的两滴水滴( )
A.距离始终不变 B.距离越来越大 C.速度差始终不变 D.速度差越来越大
8.如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。相邻两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d,根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.能判定位置“1”是小球释放的初始位置
B.能求出小球下落的加速度为
C.能求出小球在位置“3”的速度为
D.小球下落过程中一定不受阻力
三、知识点填空题
9.自由落体运动的规律
(1)自由落体运动的性质:
自由落体运动是一种初速度为__________的__________运动。
(2)自由落体加速度
a.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都________,方向总是__________的,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫________________,用符号g表示。
b.大小:
①在地球不同的纬度,g的大小是____的。
②取值:通常的计算把g取作________,粗略计算把g取作________________。
(3)自由落体运动的速度公式、位移公式:vt=________,s=____________。
四、填空题
10.一物体做自由落体运动,在落地前的最后一秒内下落了35m,重力加速度g取10m/s²,自由落体的总时间为__________s。
11.某宇航员在某星球上完成自由落体实验,让一个小球从一定高度自由下落,测得小球在前3s内的位移是18m,则小球在第3s内的位移是________ m。
12.一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音。忽略声音传播的时间,不计空气阻力影响,重力加速度g取.则当攀岩者听到石块落地声音时,攀岩者离地面的高度为__________m.
13.该研究小组利用日常条件测重力加速度。调节水龙头,让水一滴滴流出,在下方放一盘子,调节盘子高度,使一滴水滴碰到盘子时,恰有另一滴水滴开始下落,而空中还有一滴正在下落中的水滴,测出水龙头到盘子的距离为h,从第一滴开始下落时计时,到第n滴水滴落在盘子中,共用去时间t,则每滴水下落的时间为______;此时第滴水滴与盘子的距离为______;当地的重力加速度为______。
五、实验题
14.某兴趣小组使用如图(a)所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上,让重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)所用器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需___________。
A.秒表 B.天平及砝码 C.8V交流电源 D.220V交流电源
(2)实验中,下列操作正确的是___________。
A.将打点计时器安装在竖直面内,并使两个限位孔处于同一竖直线上
B.释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直,并使重物远离打点计时器
C.为保证打下第一个点时纸带的速度为零,实验中要确保在释放纸带的同时接通电源
(3)小伊同学得到的一条纸带如图(b)所示,、、、、是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,则打下点时重物的速度大小为___________m/s,重物下落的加速度大小为___________m/s2.(结果均保留3位有效数字)
(4)如果将“电磁打点计时器”换成“电火花打点计时器”,上述器材需将“复写纸”替换为___________。
15.感光变色PU皮革在紫色激光的照射下会短时间变深色,小迪利用这一特性制作了一个激光打点计时器(图b)用于探究物体自由下落的运动规律。激光打点计时器内部含有电池和微控制器,微控制器控制激光头通电图像如图a所示,其通电周期,在一个通电周期内发射激光时长。小迪用激光打点计时器探究该计时器自由下落的运动情况,他把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色PU皮革前,如图b;静止释放计时器,最后在PU皮革上留下一串小短线,如图d所示。
(1)若测得某条小短线的长度如图c所示,该短线长度______cm。计时器打这条线过程中的平均速度_____m/s(结果保留3位有效数字)。
(2)若相邻小短线上侧端点间的距离分别为,,,(如图d),可求得重力加速度大小______。(结果保留3位有效数字)
(3)小短线的长度增加______(填“是”或“不是”)均匀的。
16.某小组利用手机传感器和计时软件,测量长木条做自由落体运动的加速度a。相关操作如下:
(1)在长木条一侧嵌入6个小磁片(可视为点),小磁片分布均匀,相邻间距为d;用毫米刻度尺测量首末两个磁片中心之间的距离,如图a所示,读数为______________cm;
(2)固定手机并打开计时软件,让最下方小磁片靠近磁传感器,并使两者位于同一高度,如图b所示。让木条从静止开始竖直下落,观察到木条在下落过程中始终保持竖直;将木条释放瞬间作为计时起点,记录下各小磁片经过磁传感器的时刻t,用描点作图法拟合得到木条下落高度h随t变化的图线,可能为下列图像中的 ;
A. B.
C. D.
(3)甲同学认为,利用图像求加速度,更适合作________________(选填“”或“”图像;
(4)乙同学采取另一种方法处理,他将小磁片编号,最底下的小磁片为0号,依次往上为1、2、3、4、5号,记录下各小磁片经过磁传感器的时刻,用下表记录实验数据,根据表中数据,作出图,若图线的斜率为k,则木条下落的加速度a=________________(用d、k表示);
编号n
0
1
2
3
4
5
tn(s)
0
t₁
t2
t3
t4
t5
(5)实验后发现,由于视角的原因,第一个小磁片并未与手机磁传感器位于同一高度,而是略高于传感器△x的距离。你认为用以上方法得到的加速度与真实值相比________________(选填“偏大”、“偏小”或 “相等”),简要说明理由:________________________________________________。
六、解答题
17.钢球由静止开始做自由落体运动,不计空气阻力,落地时的速度为,g取,求:
(1)它在第内的平均速度是多少?
(2)它在最后2s内下落的高度是多少?
18.第七届世界军人运动会跳伞项目要求队员在2200m的高度离机,在不开伞自由落体的情况下完成规定表演动作。跳伞中某队员自由落体速度达到最大速度70m/s后,调整姿势匀速下落,在距地面1000m时打开降落伞匀减速下落,落地速度恰好为零。取,求:
(1)匀速下落的距离;
(2)减速过程的加速度大小;
(3)跳伞过程的总时间。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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2.4自由落体运动(导学案)解析版
姓名:___________班级:高一( )班 学号:___________
一、单选题
1.关于自由落体运动下列说法正确的是( )
A.物体只在重力作用下的运动就是自由落体运动
B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动
C.做自由落体运动的物体,速度变化会越来越快
D.在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同
【参考答案】D
【解析】A.自由落体运动的条件为物体只受重力且初速度为零,仅受重力的运动还可能是竖直上抛、平抛等运动,不一定是自由落体运动,故A错误;
B.加速度等于重力加速度的运动,若初速度不为零,或初速度方向不沿竖直向下方向,就不是自由落体运动,例如竖直上抛运动加速度也为g,故B错误;
C.速度变化的快慢由加速度描述,自由落体运动的加速度为恒定的重力加速度,即为定值,因此速度变化快慢不变,故C错误;
D.重力加速度的大小由地理位置决定,在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,等于当地的重力加速度,故D正确。
故选D。
2.如图为我国跳高运动员张国伟某次比赛中的瞬间,他曾经最好的成绩是2.38米,此时重心升高约为1.2米。请估算他起跳离地时,竖直向上速度最接近的数值为( )
A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.7m/s
【参考答案】C
【解析】运动员离地后,重心做竖直上抛运动,设重心升高的高度为,取,由匀变速直线运动速度与位移的关系得
故选C。
3.伽利略利用图中斜面实验得出的结论是( )
A.速度与下滑时间成反比
B.下滑距离与时间成正比
C.下滑距离与时间成反比
D.下滑距离与时间的平方成正比
【参考答案】D
【解析】A.伽利略通过斜面实验发现,小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动,其速度与时间成正比,而不是成反比,故A错误;
BCD.根据伽利略对自由落体运动研究的历程可知,伽利略利用图中斜面实验得出的结论是下滑距离与时间的平方成正比,故BC错误,D正确。
故选D。
4.某足球赛赛前,裁判员用抛硬币的方法来确定双方球队的进攻方向。已知硬币从裁判员手中离开后竖直向上运动的距离为0.8 m,硬币在空中经过1 s落地,取重力加速度大小,不计空气阻力,则硬币下落至地面时的速度大小为( )
A.2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.6 m/s
【参考答案】D
【解析】硬币竖直上升最大高度,上升到最高点时速度为0,将上升过程逆向视为自由落体运动,有
可得上升时间
下落时间
根据自由落体速度公式
可得落地速度大小
故选D。
5.如图所示,A同学用两个手指捏住直尺的顶端,B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。在A同学放开手指让直尺下落时,B同学立刻捏住直尺。读出B同学捏住直尺的刻度,就是直尺下落的高度,根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间、就是B同学的反应时间。为了能够直接读出反应时间,某同学制作了一把“人的反应时间测量尺”,关于该测量尺样式正确的是( )
A. B.
C. D.
【参考答案】A
【解析】由自由落体公式有,可得反应时间与下落高度的关系为,可见 t 与 h 并非线性关系而是随 变化,只有选项 A 中的数值符合此开方关系。
故选 A。
6.如图所示,有一空心上下无底的弹性圆筒,设其长度为,它的下端距水平地面的高度为(已知量),筒的轴线竖直。圆筒轴线上与筒顶端等高处有一弹性小球,现让小球和圆筒同时由静止自由落下,圆筒碰地后的反弹速率为落地速率的,小球碰地后的反弹速率为落地速率的,它们与地面的碰撞时间都极短,可看作瞬间反弹,运动过程中圆筒的轴线始终位于竖直方向。已知圆筒第一次反弹后再次落下,它的底端与小球同时到达地面(在此之前小球未碰过地),此时立即锁住圆筒让它停止运动,小球则继续多次弹跳,重力加速度为,不计空气阻力,下列选项正确的是( )
A.小球从释放到第一次落地所经历的时间为
B.圆筒的长度为
C.在筒壁上距筒底处装有一个光电计数器来记录小球通过光电计数器的次数,光电计数器的示数最终为5次
D.无论光电计数器放在筒壁哪里,光电计数器的示数最终至少为3次
【参考答案】C
【解析】A.小球和圆筒同时自由下落,圆筒下端下落高度到达地面,由
解得下落时间
落地速度
由题意可知,圆筒碰撞地面后反弹,反弹速度
从反弹到再次落回地面的时间
小球从释放到第一次落地的总时间,故A错误;
B.小球初始离地高度为,全程做匀加速运动,则
代入解得
因此,故B错误;
C.小球第一次落地速度
反弹速度
第次反弹后的最大上升高度
即,,
光电计数器距筒底
则小球第一次下落过程(从初始位置到地面,锁定前),向下经过计数器,第1次;第一次反弹上升经过第2次,下落返回经过第3次;第二次反弹上升经过第4次,下落返回经过第5次;第三次反弹最大高度
此时无法到达计数器位置,不再经过,因此总次数为5次,故C正确;
D.小球第一次反弹的最大上升高度为
若计数器放在筒壁上距筒底区间内,则仅第一次下落经过1次,反弹后不再经过光电计数器,光电计数器的示数为1次,故D错误。
故选C。
二、多选题
7.四川乐山大佛开凿于唐代,历时约90年,通高71米。雨天水滴从顶上自由下落(时间间隔均为1s),不考虑一切阻力,则在落地之前,空中先后滴下的两滴水滴( )
A.距离始终不变 B.距离越来越大 C.速度差始终不变 D.速度差越来越大
【参考答案】BC
【解析】AB.设在落地之前,空中先后滴下的两滴水滴分别为甲、乙,根据
可知,
则两滴水滴间的距离
可知两水滴的距离在下落过程中越来越大,故A错误,B正确;
CD.根据
可得,
则两滴水滴的速度差为
故两水滴的速度差始终不变,故C正确,D错误。
故选BC。
8.如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。相邻两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d,根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.能判定位置“1”是小球释放的初始位置
B.能求出小球下落的加速度为
C.能求出小球在位置“3”的速度为
D.小球下落过程中一定不受阻力
【参考答案】BC
【解析】A.初速度为0的匀加速直线运动,相邻相等时间的位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n-1),由图可知,该比例关系不成立,则位置“1”不是小球释放的初始位置,故A错误;
B.根据匀变速直线运动的位移差公式有3d-2d=aT2
得小球下落的加速度为,故B正确;
C.小球在位置“3”的速度等于从位置“2”到位置“4”的平均速度,为,故C正确;
D.分析可知,小球下落过程中不受阻力或受到恒定阻力,故D错误。
故选BC。
三、知识点填空题
9.自由落体运动的规律
(1)自由落体运动的性质:
自由落体运动是一种初速度为__________的__________运动。
(2)自由落体加速度
a.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都________,方向总是__________的,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫________________,用符号g表示。
b.大小:
①在地球不同的纬度,g的大小是____的。
②取值:通常的计算把g取作________,粗略计算把g取作________________。
(3)自由落体运动的速度公式、位移公式:vt=________,s=____________。
【参考答案】(1)零 匀加速直线
(2)相同 竖直向下 重力加速度 不同
(3)
四、填空题
10.一物体做自由落体运动,在落地前的最后一秒内下落了35m,重力加速度g取10m/s²,自由落体的总时间为__________s。
【参考答案】4
【解析】设物体下落的总时间为t,总高度为h,则由自由落体运动的规律,
解得t=4s,h=80m
11.某宇航员在某星球上完成自由落体实验,让一个小球从一定高度自由下落,测得小球在前3s内的位移是18m,则小球在第3s内的位移是________ m。
【参考答案】10
【解析】小球从一定高度自由下落,测得小球在前3s内的位移是18m,有
解得加速度
设,小球在前2s内的位移为
可得小球在第3s内的位移是
12.一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音。忽略声音传播的时间,不计空气阻力影响,重力加速度g取.则当攀岩者听到石块落地声音时,攀岩者离地面的高度为__________m.
【参考答案】48
【解析】根据自由落体运动遵循的规律可知,3s内石块自由下落的高度约为
用时3秒,攀岩者向上爬的高度
所以距离地面高度约为
13.该研究小组利用日常条件测重力加速度。调节水龙头,让水一滴滴流出,在下方放一盘子,调节盘子高度,使一滴水滴碰到盘子时,恰有另一滴水滴开始下落,而空中还有一滴正在下落中的水滴,测出水龙头到盘子的距离为h,从第一滴开始下落时计时,到第n滴水滴落在盘子中,共用去时间t,则每滴水下落的时间为______;此时第滴水滴与盘子的距离为______;当地的重力加速度为______。
【参考答案】
【解析】[1]设滴水时间间隔为,使一滴水滴碰到盘子时,恰有另一滴水滴开始下落,而空中还有一滴正在下落中的水滴,则每滴水下落的时间为
从第一滴开始下落时计时,到第n滴水滴落在盘子中,共用去时间t,则有
联立解得,
[2]根据自由落体运动公式可得
此时第滴水滴下落的高度为
则此时第滴水滴与盘子的距离为
[3]根据,
联立解得当地的重力加速度为
五、实验题
14.某兴趣小组使用如图(a)所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上,让重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)所用器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需___________。
A.秒表 B.天平及砝码 C.8V交流电源 D.220V交流电源
(2)实验中,下列操作正确的是___________。
A.将打点计时器安装在竖直面内,并使两个限位孔处于同一竖直线上
B.释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直,并使重物远离打点计时器
C.为保证打下第一个点时纸带的速度为零,实验中要确保在释放纸带的同时接通电源
(3)小伊同学得到的一条纸带如图(b)所示,、、、、是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,则打下点时重物的速度大小为___________m/s,重物下落的加速度大小为___________m/s2.(结果均保留3位有效数字)
(4)如果将“电磁打点计时器”换成“电火花打点计时器”,上述器材需将“复写纸”替换为___________。
【参考答案】(1)C (2)A (3)1.48 9.63 (4)墨粉纸盘
【解析】(1)AB.重力加速度与物体的质量无关,所以不需要天平和砝码,打点计时器可以记录时间,故不需要秒表,故AB错误;
CD.电磁打点计时器需要连接8V交流电源,故C正确,D错误。
故选C。
(2)A.为了减小摩擦阻力,安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内,并使两个限位孔处于同一竖直线上,故A正确;
B.释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直,并使重物靠近打点计时器,故B错误;
C.为了充分利用纸带,实验时应先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带,故C错误。
故选A。
(3)[1]打下点时重物的速度大小等于、两点间平均速度,即
[2根据逐差法可得自由落体加速度大小为
(4)如果将“电磁打点计时器”换成“电火花打点计时器”,上述器材需将“复写纸”替换为墨粉纸盘。
15.感光变色PU皮革在紫色激光的照射下会短时间变深色,小迪利用这一特性制作了一个激光打点计时器(图b)用于探究物体自由下落的运动规律。激光打点计时器内部含有电池和微控制器,微控制器控制激光头通电图像如图a所示,其通电周期,在一个通电周期内发射激光时长。小迪用激光打点计时器探究该计时器自由下落的运动情况,他把计时器水平放置在竖直悬挂并固定的感光变色PU皮革前,如图b;静止释放计时器,最后在PU皮革上留下一串小短线,如图d所示。
(1)若测得某条小短线的长度如图c所示,该短线长度______cm。计时器打这条线过程中的平均速度_____m/s(结果保留3位有效数字)。
(2)若相邻小短线上侧端点间的距离分别为,,,(如图d),可求得重力加速度大小______。(结果保留3位有效数字)
(3)小短线的长度增加______(填“是”或“不是”)均匀的。
【参考答案】(1)2.20 2.20 (2)9.79 (3)是
【解析】(1)[1]刻度尺的分度值为1mm,由如图c可知该短线长度2.20cm;
[2]计时器打这条线过程中的平均速度
(2)根据逐差法可得重力加速度大小为
(3)由题意可知,每条短线对应的时间均为,相邻短线的时间间隔是,相当于相邻之间隔了4个,则相邻短线的长度之差均为
则小短线的长度增加是均匀的。
16.某小组利用手机传感器和计时软件,测量长木条做自由落体运动的加速度a。相关操作如下:
(1)在长木条一侧嵌入6个小磁片(可视为点),小磁片分布均匀,相邻间距为d;用毫米刻度尺测量首末两个磁片中心之间的距离,如图a所示,读数为______________cm;
(2)固定手机并打开计时软件,让最下方小磁片靠近磁传感器,并使两者位于同一高度,如图b所示。让木条从静止开始竖直下落,观察到木条在下落过程中始终保持竖直;将木条释放瞬间作为计时起点,记录下各小磁片经过磁传感器的时刻t,用描点作图法拟合得到木条下落高度h随t变化的图线,可能为下列图像中的 ;
A. B.
C. D.
(3)甲同学认为,利用图像求加速度,更适合作________________(选填“”或“”图像;
(4)乙同学采取另一种方法处理,他将小磁片编号,最底下的小磁片为0号,依次往上为1、2、3、4、5号,记录下各小磁片经过磁传感器的时刻,用下表记录实验数据,根据表中数据,作出图,若图线的斜率为k,则木条下落的加速度a=________________(用d、k表示);
编号n
0
1
2
3
4
5
tn(s)
0
t₁
t2
t3
t4
t5
(5)实验后发现,由于视角的原因,第一个小磁片并未与手机磁传感器位于同一高度,而是略高于传感器△x的距离。你认为用以上方法得到的加速度与真实值相比________________(选填“偏大”、“偏小”或 “相等”),简要说明理由:________________________________________________。
【参考答案】(1)90.55 (2)B (3) (4)
(5)相等 不改变图线的斜率,加速度由斜率计算得到,因此测量值与真实值相等。
【解析】(1)毫米刻度尺需估读到分度值(1mm)的下一位,左端对齐0.00cm,右端对齐90.55cm,故读数为90.55cm。
(2)长木条做自由落体运动(初速度为0的匀加速运动),满足
则图线是开口向上的抛物线。
故选B。
(3)由可知,与成线性关系,作图像可直接由斜率得到加速度,更方便处理数据。
(4)号磁片经过传感器时,下落位移满足
整理得
可知图线的斜率
解得
(5)[1][2]若0号磁片偏高,公式变为
整理得
则不改变图线的斜率,加速度由斜率计算得到,因此测量值与真实值相等。
【点睛】
六、解答题
17.钢球由静止开始做自由落体运动,不计空气阻力,落地时的速度为,g取,求:
(1)它在第内的平均速度是多少?
(2)它在最后2s内下落的高度是多少?
解:1)取竖直向下为正方向。在时和时,钢球的速度分别为,
在内的平均速度为
(2)由,整理得
钢球下落的总高度为
钢球在前内下落的高度为
所以最后内下落的高度为
18.第七届世界军人运动会跳伞项目要求队员在2200m的高度离机,在不开伞自由落体的情况下完成规定表演动作。跳伞中某队员自由落体速度达到最大速度70m/s后,调整姿势匀速下落,在距地面1000m时打开降落伞匀减速下落,落地速度恰好为零。取,求:
(1)匀速下落的距离;
(2)减速过程的加速度大小;
(3)跳伞过程的总时间。
解:(1)根据自由落体运动位移速度关系有
代入数据有
根据全过程有
代入数据有,则他匀速下落了955m。
(2)在减速过程中根据匀变速直线运动的位移速度关系有
代入数据有,则减速过程的加速度为。
(3)根据自由落体运动的速度时间关系有
匀速运动阶段
匀减速运动阶段
联立可得整个过程的总时间为
跳伞过程的总时间为49s。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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