内容正文:
2.5 自由落体运动
目 录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 自由落体运动】 2
【知识点2 自由落体运动的规律】 3
课后作业 5
模块二 知识精讲
情景导入
利用直尺粗略测量反应时间
操作说明:一个人捏住尺子的上端,另一个人手指在直尺的下端零刻度处等待。前者释放,后者捏住。直尺下落的时间就是你的反应时间。
思考:直尺由静止释放之后做的什么运动?这种运动有什么样的运动特点?
知识归纳
【知识点1 自由落体运动】
1.自由落体运动特点
(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.
(2)运动性质:初速度v0=0,加速度a=g的匀加速直线运动.
2.自由落体运动的加速度
(1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示.
(2)重力加速度
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引而产生
大小
与物体质量无关,与所处于地球上的位置及距地面的高度有关,在一般的计算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2
与纬度关系
在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力加速度最大,但差别很小
与高度关系
在地面上的同一地点,随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度内,可认为重力加速度的大小不变
方向
竖直向下.由于地球是一个球体,所以各处的重力加速度的方向是不同的
【例1】小昊同学摇动苹果树,从同一高度有一个苹果和一片树叶同时从静止下落,发现苹果先落地,则以下说法正确的是( )
A.苹果和树叶的运动都是自由落体运动
B.苹果和树叶的运动都能看成自由落体运动
C.苹果的运动可以近似看成自由落体运动,树叶的运动则不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶也不会同时落地
【答案】C
【详解】苹果和树叶都受重力和空气阻力,但空气阻力相对苹果的重力来说很小,可以忽略不计,故苹果的运动可以看做自由落体运动,而树叶的运动不能看做自由落体运动,故A、B错误,C正确;假如地球上没有空气,苹果和树叶都只受重力,都做自由落体运动,同时落地,故D错误.
【变式1-1】下列关于自由落体运动的说法正确的是( )
A.自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动
B.从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动
C.在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动
D.只在重力作用下的运动必定是自由落体运动
【答案】A
【详解】自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,故A正确;从竖直上升的热气球吊篮中掉下来的物体具有向上的初速度,所以不是自由落体运动,故B错误;在空气中下落的雪花受到的空气阻力不能忽略不计,不是自由落体运动,故C错误;只在重力作用下但初速度不为零的运动不是自由落体运动,故D错误.
【变式1-2】(多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法,正确的是( )
A.竖直向下的运动一定是自由落体运动
B.苹果从树枝开始自由下落的运动可视为自由落体运动
C.同一地点,轻重物体的g值一样大
D.g值在赤道处大于在北极处
【答案】BC
【详解】A、自由落体运动的初速度为零,仅受重力,做加速度为g的匀加速直线运动,故A错误:B、熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动,阻力较小可以忽略,故可被视为自由落体运动,故B正确;C、同一地点上的重力加速度g是相同的,故C正确;D、g值在赤道处最小,两极处最大,故D错误。
【知识点2 自由落体运动的规律】
1.速度公式:v=gt.
2.位移公式:h=gt2.
3.速度位移公式:v2=2gh.
4.匀变速直线运动与自由落体运动的规律比较
匀变速直线运动的一般规律
自由落体运动规律
速度公式
v=v0+at
v=gt
平均速度公式
=
=
位移公式
x=v0t+at2
x=gt2
位移与速度的关系
v2-v=2ax
v2=2gh
推论
Δx=aT2
Δx=gT2
【例2】从离地面80 m的空中自由落下一个小球,(不计空气阻力,取g=10 m/s2)
求:(1)经过多长时间小球落到地面上;
(2)小球下落到地面时的速度;
(3)小球自开始下落计时,在最后1 s内的位移.
【答案】(1)4 s (2)40 m/s (3)35 m
【详解】(1)由h=gt2可得:
t== s=4 s.
(2) 由v=gt得:落地速度v=10×4 m/s=40 m/s.
(3)最后1 s内的位移h1=h-g(t-1)2
则h1=80 m-×10×(4-1)2 m=35 m.
【变式2-1】甲球的质量是乙球质量的5倍,两球从同一高度同时自由落下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙都做自由落体运动,所以都不受任何外力作用
B.甲、乙从同一高度自由落下,所以两球同时落地
C.甲球质量大,所以甲的加速度比乙的加速度大
D.甲球质量大,所以甲落到地面的速度也大
【答案】B
【详解】乙都做自由落体运动,都只受重力作用,故A错误;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,根据v=gt和h=gt2知,两物体具有相同的速度和位移,故两个物体的运动情况完全相同,同时落地,落地速度也相同,故B正确,C、D错误.
【变式2-2】物体自由下落,经2m的窗户用时0.4s,则物体开始下落的位置距窗户上檐的高度是多少?(g=10 m/s2 )
【答案】0.45 m.
【详解】设物体经过窗户上沿的速度为,则根据位移时间公式
得:
则开始下落的位置距窗户上檐的高度为:。
【变式2-3】从离地面45m的空中落下一个小球(不计空气阻力),g取10m/s2,求小球:
(1)经过多长时间落到地面;
(2)下落的第1s内和最后1s内的位移分别是多少;
(3)下落时间为总时间一半时的位移.
【答案】(1)3s (2)5m,25m (3)11.25m
【详解】(1)由自由落体的位移公式 解得:
(2)下落的第1s的位移为.
下落的最后1s即为第3s,位移为.
(3)总时间为3s,则一半的时间为1.5s,
位移为.
模块三 课后作业
一、选择题(共12题)
1.下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
【答案】B
【详解】自由落体运动的速度公式为v=gt,可知t=0时v=0,且v与t成正比,故A错误,B正确.自由落体运动的加速度恒为g,故C错误.由自由落体运动的位移公式x=gt2可知,x与t2成正比关系,故D错误.
2.下列关于重力加速度的说法错误的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向
B.在地球上的不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大
C.在地球上同一地点,轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的
D.纬度越低的地方,重力加速度g值越小
【答案】A
【详解】重力加速度是矢量,方向总是竖直向下.地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度都是相同的,地球上不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大,纬度越低的地方,g值越小.故选A.
3. (2026·江苏盐城期末)乙同学为测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图(a)所示,甲同学用手捏住直尺,乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺准备,在看到甲松手后,乙立刻捏住直尺,读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲、乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”,如(b)图所示,重力加速度g=10 m/s2,以下说法正确的是( )
A.乙同学捏住直尺处的刻度值越大,其反应时间越短
B.直尺未竖直对实验结果没有影响
C.直尺刻度20 cm处对应“反应时间测量尺”示数0.2 s
D.直尺刻度40 cm处对应“反应时间测量尺”示数0.4 s
【答案】C
【详解】直尺做自由落体运动,根据h=gt2得t=,乙同学捏住直尺处的刻度值越大,其反应时间越长,故A错误;直尺做自由落体运动,则直尺必须竖直释放,故B错误;将h=20 cm代入t=可得t=0.2 s,故C正确;将h=40 cm代入t=可得t=0.2 s,故D错误。
4.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s内的位移大小是L,则它在第3 s内的位移大小是( )
A.3L B.5L C.7L D.9L
【答案】B
【详解】石子做自由落体运动,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动;初速度为零的匀加速直线运动,在第1 s、第2 s、第3 s内的位移之比为1∶3∶5;已知石子在第1 s内的位移大小是L,则它在第3 s内的位移大小是5L,故B正确.
5.四川乐山大佛开凿于唐代,历时约90年,通高71米.雨天水滴从顶上下落(时间间隔均为1 s),不考虑一切阻力,则在落地之前,空中的水滴(g取10 m/s2)( )
A.间距均匀,都为5 m
B.间距均匀,都为10 m
C.先下落的水滴之间间距更大
D.后下落的水滴之间间距更大
【答案】C
【详解】设某一个雨滴下落的时间为t,则前一滴雨滴的下落时间为(t+Δt),根据自由落体运动的规律可知,在落地之前,空中相邻的水滴之间的距离Δx=g(t+Δt)2-gt2=gΔt·t+gΔt2,随着下落时间t的增加,距离增大,所以从上到下相邻的水滴之间的距离依次增大,故A、B、D错误,C正确.
6.(2025·辽宁省辽阳市高三模拟)某人坐在树下看到熟透的苹果(视为质点)从树上掉下来,从与头顶相同高度处落到水平地面的时间为0.1 s。已知头顶到地面的高度为1.25 m,取重力加速度大小为10 m/s2,则苹果( )
A.经过与头顶相同高度处时的速度大小为10 m/s
B.在空中运动的时间为1.2 s
C.刚掉落时离地的高度为8.45 m
D.落地时的速度大小为12 m/s
【答案】C
【详解】设苹果经过与头顶相同高度处时的速度大小为v1,已知苹果从与头顶相同高度处落到水平地面的时间为t2=0.1 s,头顶到地面的高度为h2=1.25 m,
根据运动学公式可得h2=v1t2+gt,解得v1=12 m/s,
则苹果落至与头顶相同高度处的时间为t1==1.2 s,苹果在空中运动的时间为t=t1+t2=1.3 s,
苹果刚掉落时离地的高度为h=gt2=8.45 m,苹果落地时的速度大小为v=gt=13 m/s,
故C正确,A、B、D错误。
7.在真空中,将羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放,并拍下频闪照片,下列频闪照片符合事实的是( )
【答案】C
【详解】在真空中物体只受重力作用,加速度为g,由于物体从静止开始下落,根据h=gt2可得,物体下落的时间为t=,由于苹果和羽毛从同一高度同时下落,故二者任意时刻都在同一高度,且是加速,故间距不断变大,故C正确.
8.一位宇航员在X星球上完成自由落体运动实验:让一个小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则 ( )
A.物体在2 s末的速度是20 m/s
B.物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.物体在前2 s内的位移是20 m
D.物体在5 s内的位移是50 m
【答案】D
【详解】测得在第5 s内的位移是18 m,则s5=g×(5 s)2-g×(4 s)2=18 m,解得g=4 m/s2,物体在2 s末的速度是v2=4×2 m/s=8 m/s,物体在第5 s内的平均速度= m/s=18 m/s,物体在前2 s内的位移s2=×4×22 m=8 m,物体在5 s内的位移为s5=×4×52 m=50 m,故D正确。
9.一小球做自由落体运动,在落地前1 s内下降的高度为25 m,取g=10 m/s2,则小球开始下落时距地面的高度为( )
A.45 m B.50 m
C.60 m D.80 m
【答案】A
【详解】由平均速度的定义可求得最后1 s内的平均速度=25 m/s,等于最后1 s内中间时刻的瞬时速度,又由v==gt得t=2.5 s,即下落的总时间为3 s,又由h=gt总2得h=45 m,故A正确.
10.取一根长2 m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘,在线端系上第一个垫圈,隔12 cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm,如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈 ( )
A.落到盘上的声音时间间隔越来越大
B.落到盘上的声音时间间隔相等
C.依次落到盘上的速率关系为1∶∶∶2
D.依次落到盘上的时间关系为1∶(-1)∶(-)∶(2-)
【答案】B
【详解】松手后4个垫圈同时做自由落体运动,可以看成一个垫圈自由下落,在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7,由初始时各垫圈的间距知各垫圈落到盘上的时间间隔相等,故A错误,B正确;因为各垫圈落到盘上的时间间隔相等,则各垫圈依次落到盘上的时间之比为1∶2∶3∶4,根据v=gt可知,速率之比为1∶2∶3∶4,故C、D错误。
11.雨后,屋檐还在不断滴着水滴。如图所示,小红同学认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到一定大时才由静止开始下落,每隔相等时间滴下1颗水滴,水滴在空中的运动情况都相同,某时刻起,第1颗水滴刚运动到窗台下边沿时,第5颗水滴恰欲滴下。她测得,屋檐到窗台下边沿的距离为H=3.2 m,窗户的高度为h=1.4 m。不计空气阻力的影响。下列结论正确的是 ( )
A.水滴下落到窗台下边沿时的速度大小为6 m/s
B.每隔0.15 s滴下1颗水滴
C.水滴经过窗户的时间为0.8 s
D.水滴经过窗户的平均速度为7 m/s
【答案】D
【详解】水滴下落至窗台下边沿通过的距离为 H=3.2 m,由 v2=2gH得:v==8 m/s,故A错误;水滴下落至窗台下边沿的时间为t2= = s=0.8 s,第1颗水滴刚运动到窗台下边沿时,第5颗水滴恰欲滴下,此时共4个时间间隔,可知相邻的水滴滴下的时间间隔:Δt==0.2 s,故B错误;水滴下落至窗户上边沿的时间为t1= = s=0.6 s,
水滴经过窗户的时间为:Δt′=t2-t1=0.8 s-0.6 s=0.2 s,故C错误;
水滴经过窗户的平均速度== m/s=7 m/s,故D正确。
12.滴水法测重力加速度的过程是这样的:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,使得听到前一滴水滴到盘子上的声音时,后一滴水恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时,测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度。设人耳能区别两次声音的时间间隔为0.1 s,声速为340 m/s,取g=10 m/s2,则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34 m
B.水龙头距盘子的距离至少为34 m
C.重力加速度的计算式为
D.重力加速度的计算式为
【答案】D
【详解】只要相邻两滴水滴下的时间间隔超过0.1 s,人耳就能分辨出两滴水的击盘声,而与水龙头距人耳的距离无关,在0.1 s内,水滴下落的距离x=gt=×10×0.12 m=0.05 m,即水龙头距盘子的距离至少应为0.05 m,故A、B错误;n次响声对应(n-1)个水滴下落用的时间,
所以每个水滴下落的时间为t′=,由h=gt′2得,g==,故C错误,D正确。
2、 计算题:
13.如图所示,某同学测出一棵苹果树树干部分的高度为1.6 m,一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落,该同学测出苹果经过树干所用的时间为0.2 s,重力加速度g取10 m/s2,则:
(1)苹果树树冠部分的高度为多少?
(2)苹果落地时的速度为多大?
【答案】(1)2.45 m (2)9 m/s
【详解】(1)设树冠部分的高度为h1,树干部分的高度为h2,苹果从树冠顶端下落到树干顶端时的速度为v0,
则h2=v0t+gt2 得:v0=7 m/s
又:v=2gh1,解得h1=2.45 m
(2)设苹果落地的速度为v1,
则v1=v0+gt,解得v1=9 m/s
14.某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从高80 m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60 m远处由静止向楼底先匀加速运动3 s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上.(不计空气阻力,人和汽车看做质点,g取10 m/s2)求:
(1)汽车开到楼底的时间;
(2)汽车匀速行驶的速度;
(3)汽车匀加速运动时的加速度.
【答案】(1)4 s (2)24 m/s (3)8 m/s2
【详解】(1)人做自由落体运动,所以h=gt2
解得:t===4 s 所以汽车运动的时间也为4 s.
(2)(3)因为汽车匀加速时间为t1=3 s
所以汽车匀速运动的时间为t2=t-t1=1 s
匀加速位移为s1=at2 匀速运动速度为:v=at1
匀速运动位移为s2=vt2 s1+s2=60 m
解得:a=8 m/s2,v=24 m/s.
15.跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动.当距离地面125 m时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3 m/s2的加速度做匀减速直线运动,到达地面时的速度为5 m/s,取g=10 m/s2.求:
(1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
(2)离开飞机后,运动员经过多长时间才能到达地面?
【答案】(1)305 m (2)9.85 s
【详解】(1)设自由下落的高度为h,则此时速度为v1=
打开伞减速过程满足:v-v=2ah′式中v2=5 m/s,a=-14.3 m/s2,h′=125 m
解得h=180 m
所以总高度为:H=h+h′=(180+125) m=305 m
(2)第一过程经过的时间是:t1==6 s
第二过程经过的时间是:t2== s≈3.85 s
所以总时间为t=t1+t2=9.85 s
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2.5 自由落体运动
目 录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 自由落体运动】 2
【知识点2 自由落体运动的规律】 3
课后作业 4
模块二 知识精讲
情景导入
利用直尺粗略测量反应时间
操作说明:一个人捏住尺子的上端,另一个人手指在直尺的下端零刻度处等待。前者释放,后者捏住。直尺下落的时间就是你的反应时间。
思考:直尺由静止释放之后做的什么运动?这种运动有什么样的运动特点?
知识归纳
【知识点1 自由落体运动】
1.自由落体运动特点
(1)定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.
(2)运动性质:初速度v0=0,加速度a=g的匀加速直线运动.
2.自由落体运动的加速度
(1)定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示.
(2)重力加速度
产生原因
由于地球上的物体受到地球的吸引而产生
大小
与物体质量无关,与所处于地球上的位置及距地面的高度有关,在一般的计算中,可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2
与纬度关系
在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,在赤道处重力加速度最小,在两极处重力加速度最大,但差别很小
与高度关系
在地面上的同一地点,随高度的增加,重力加速度减小,在一般的高度内,可认为重力加速度的大小不变
方向
竖直向下.由于地球是一个球体,所以各处的重力加速度的方向是不同的
【例1】小昊同学摇动苹果树,从同一高度有一个苹果和一片树叶同时从静止下落,发现苹果先落地,则以下说法正确的是( )
A.苹果和树叶的运动都是自由落体运动
B.苹果和树叶的运动都能看成自由落体运动
C.苹果的运动可以近似看成自由落体运动,树叶的运动则不能看成自由落体运动
D.假如地球上没有空气,则苹果和树叶也不会同时落地
【变式1-1】下列关于自由落体运动的说法正确的是( )
A.自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动
B.从竖直上升的热气球吊篮中掉下的物体的运动是自由落体运动
C.在空气中下落的雪花的运动是自由落体运动
D.只在重力作用下的运动必定是自由落体运动
【变式1-2】(多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法,正确的是( )
A.竖直向下的运动一定是自由落体运动
B.苹果从树枝开始自由下落的运动可视为自由落体运动
C.同一地点,轻重物体的g值一样大
D.g值在赤道处大于在北极处
【知识点2 自由落体运动的规律】
1.速度公式:v=gt.
2.位移公式:h=gt2.
3.速度位移公式:v2=2gh.
4.匀变速直线运动与自由落体运动的规律比较
匀变速直线运动的一般规律
自由落体运动规律
速度公式
v=v0+at
v=gt
平均速度公式
=
=
位移公式
x=v0t+at2
x=gt2
位移与速度的关系
v2-v=2ax
v2=2gh
推论
Δx=aT2
Δx=gT2
【例2】从离地面80 m的空中自由落下一个小球,(不计空气阻力,取g=10 m/s2)
求:(1)经过多长时间小球落到地面上;
(2)小球下落到地面时的速度;
(3)小球自开始下落计时,在最后1 s内的位移.
【变式2-1】甲球的质量是乙球质量的5倍,两球从同一高度同时自由落下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙都做自由落体运动,所以都不受任何外力作用
B.甲、乙从同一高度自由落下,所以两球同时落地
C.甲球质量大,所以甲的加速度比乙的加速度大
D.甲球质量大,所以甲落到地面的速度也大
【变式2-2】物体自由下落,经2m的窗户用时0.4s,则物体开始下落的位置距窗户上檐的高度是多少?(g=10 m/s2 )
【变式2-3】从离地面45m的空中落下一个小球(不计空气阻力),g取10m/s2,求小球:
(1)经过多长时间落到地面;
(2)下落的第1s内和最后1s内的位移分别是多少;
(3)下落时间为总时间一半时的位移.
模块三 课后作业
一、选择题(共12题)
1.下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
2.下列关于重力加速度的说法错误的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向
B.在地球上的不同地方,g的大小一般是不同的,但差别不大
C.在地球上同一地点,轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的
D.纬度越低的地方,重力加速度g值越小
3. (2026·江苏盐城期末)乙同学为测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图(a)所示,甲同学用手捏住直尺,乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺准备,在看到甲松手后,乙立刻捏住直尺,读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲、乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”,如(b)图所示,重力加速度g=10 m/s2,以下说法正确的是( )
A.乙同学捏住直尺处的刻度值越大,其反应时间越短
B.直尺未竖直对实验结果没有影响
C.直尺刻度20 cm处对应“反应时间测量尺”示数0.2 s
D.直尺刻度40 cm处对应“反应时间测量尺”示数0.4 s
4.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s内的位移大小是L,则它在第3 s内的位移大小是( )
A.3L B.5L C.7L D.9L
5.四川乐山大佛开凿于唐代,历时约90年,通高71米.雨天水滴从顶上下落(时间间隔均为1 s),不考虑一切阻力,则在落地之前,空中的水滴(g取10 m/s2)( )
A.间距均匀,都为5 m
B.间距均匀,都为10 m
C.先下落的水滴之间间距更大
D.后下落的水滴之间间距更大
6.(2025·辽宁省辽阳市高三模拟)某人坐在树下看到熟透的苹果(视为质点)从树上掉下来,从与头顶相同高度处落到水平地面的时间为0.1 s。已知头顶到地面的高度为1.25 m,取重力加速度大小为10 m/s2,则苹果( )
A.经过与头顶相同高度处时的速度大小为10 m/s
B.在空中运动的时间为1.2 s
C.刚掉落时离地的高度为8.45 m
D.落地时的速度大小为12 m/s
7.在真空中,将羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放,并拍下频闪照片,下列频闪照片符合事实的是( )
8.一位宇航员在X星球上完成自由落体运动实验:让一个小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则 ( )
A.物体在2 s末的速度是20 m/s
B.物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.物体在前2 s内的位移是20 m
D.物体在5 s内的位移是50 m
9.一小球做自由落体运动,在落地前1 s内下降的高度为25 m,取g=10 m/s2,则小球开始下落时距地面的高度为( )
A.45 m B.50 m
C.60 m D.80 m
10.取一根长2 m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘,在线端系上第一个垫圈,隔12 cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm,如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈 ( )
A.落到盘上的声音时间间隔越来越大
B.落到盘上的声音时间间隔相等
C.依次落到盘上的速率关系为1∶∶∶2
D.依次落到盘上的时间关系为1∶(-1)∶(-)∶(2-)
11.雨后,屋檐还在不断滴着水滴。如图所示,小红同学认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到一定大时才由静止开始下落,每隔相等时间滴下1颗水滴,水滴在空中的运动情况都相同,某时刻起,第1颗水滴刚运动到窗台下边沿时,第5颗水滴恰欲滴下。她测得,屋檐到窗台下边沿的距离为H=3.2 m,窗户的高度为h=1.4 m。不计空气阻力的影响。下列结论正确的是 ( )
A.水滴下落到窗台下边沿时的速度大小为6 m/s
B.每隔0.15 s滴下1颗水滴
C.水滴经过窗户的时间为0.8 s
D.水滴经过窗户的平均速度为7 m/s
12.滴水法测重力加速度的过程是这样的:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,使得听到前一滴水滴到盘子上的声音时,后一滴水恰好离开水龙头。从第1次听到水击盘声时开始计时,测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度。设人耳能区别两次声音的时间间隔为0.1 s,声速为340 m/s,取g=10 m/s2,则( )
A.水龙头距人耳的距离至少为34 m
B.水龙头距盘子的距离至少为34 m
C.重力加速度的计算式为
D.重力加速度的计算式为
2、 计算题:
13.如图所示,某同学测出一棵苹果树树干部分的高度为1.6 m,一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落,该同学测出苹果经过树干所用的时间为0.2 s,重力加速度g取10 m/s2,则:
(1)苹果树树冠部分的高度为多少?
(2)苹果落地时的速度为多大?
14.某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从高80 m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60 m远处由静止向楼底先匀加速运动3 s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上.(不计空气阻力,人和汽车看做质点,g取10 m/s2)求:
(1)汽车开到楼底的时间;
(2)汽车匀速行驶的速度;
(3)汽车匀加速运动时的加速度.
15.跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动.当距离地面125 m时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3 m/s2的加速度做匀减速直线运动,到达地面时的速度为5 m/s,取g=10 m/s2.求:
(1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
(2)离开飞机后,运动员经过多长时间才能到达地面?
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