2.4 自由落体运动 分层作业-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

第二章匀变速直线运动的研究 第四节 自由落体运动 分层作业 班级：__________ 学号：__________ 姓名：__________巩固过关 1.(2025广东东莞期末)如图所示,一个两端封闭的玻璃管,其中一端有一个开关,打开开关后,玻璃管内部与外界相通,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,使管内部与大气连通,玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管顶端同时开始下落,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.这两次实验,羽毛下落过程的运动均可近似看作自由落体运动 B.第一次实验中,铁片和羽毛下落时间相同,加速度相同 C.第二次实验中,铁片和羽毛下落时间相同,加速度相同 D.采用第二次实验的方法,在东莞和北京分别做该实验,铁片下落的时间相同 2.(2026河北邯郸期中)伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑推理的完美结合。如图所示可大致表示其实验和逻辑推理的过程,下列说法正确的是(　　) A.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使时间更容易测量 B.伽利略对自由落体运动进行研究时,有了比较可靠的机械时钟 C.该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动的设计思想是为了使位移比较容易测量 D.伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证 3.(2026天津河东区期末)一小球从足够高的位置由静止开始自由下落,下列说法正确的是(　　) A.小球下落过程中不受重力 B.小球刚开始下落时,速度和加速度都为零 C.下落过程中,小球每秒内的速度变化量相同 D.小球在开始下落后的连续三个2 s时间内的位移大小之比为1∶4∶9 4.某科技馆展出一个“反应时间测量尺”。甲同学捏住尺子上端，乙同学手指放在尺子零刻度处准备捏尺。甲松手后，乙捏住尺子时读数为20.0 cm。若尺子做自由落体运动， 取g=10 m/s²，则乙同学的反应时间约为 A. 0.10 s B. 0.20 s C. 0.30 s D. 0.40 s 5.无人机在距地面20 m高处悬停时，意外掉落一个零件。不计空气阻力，取g=10 m/s²。零件落地前最后1 s内下落的高度约为 A. 5 m B. 10 m C. 15 m D. 20 m 6.某同学用手机连拍功能记录小球自由下落过程。已知相邻两张照片的时间间隔为0.10 s，测得某相邻两位置间距离分别为9.8 cm和19.6 cm。由此可估算当地重力加速度约为 A. 8.8 m/s² B. 9.8 m/s² C. 10.8 m/s² D. 12.0 m/s² 7.宇航员在某星球表面让一小球从静止开始自由下落，测得小球在第1 s内下落1.6 m。若该星球表面无空气阻力，则小球在第2 s内的位移大小为 A. 1.6 m B. 3.2 m C. 4.8 m D. 6.4 m 8.某同学站在教学楼走廊上释放一小石块，同时开始计时，听到石块落地声时停止计时。若忽略声音传播时间，测得下落时间为2.0 s，取g=10 m/s²，则楼高约为 A. 10 m B. 20 m C. 30 m D. 40 m 能力提升 9.（2024·广西·高考真题）让质量为的石块从足够高处自由下落，在下落的第末速度大小为，再将和质量为的石块绑为一个整体，使从原高度自由下落，在下落的第末速度大小为，g取，则（　　） A． B． C． D． 10.跳水运动员训练时从5 m跳台双脚朝下自由落下(可视为自由落体运动)。某同学利用手机的连拍功能,连拍了多张照片,其中两张连续的照片中运动员双脚离水面的高度分别为3.2 m和1.8 m。重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) A.运动员从下落到头部入水的时间为1.0 s B.运动员双脚入水前瞬间的速度大小为8 m/s C.手机连续拍摄两张照片的时间间隔为0.2 s D.运动员在空中下落的过程中,手机连拍照片的张数为10张 11.(2026陕西西安陕师大附中期中)建筑工人竖直向上抛石子时,石子的运动可以看成竖直上抛运动。如图所示,某石子的初速度为v,向上运动依次经过a、b、c、d点,已知tab=tbc=tcd=T,且石子两次经过d点的时间间隔也为T,下列说法正确的是(　　) A.ab=bc B.cd∶bc∶ab=1∶4∶9 C.石子在上升过程中,va∶vb∶vc∶vd=7∶5∶3∶1 D.在石子上升阶段,整个ad段的平均速度大小为2.5gT 12.甲、乙两物体从同一位置先后由静止自由下落，甲先释放。以甲释放时刻为计时起点，不计空气阻力。下列说法正确的有 A. 在甲落地前，两物体速度差保持不变 B. 在甲落地前，两物体间距离随时间增大 C. 以甲为参考系，乙做匀速直线运动 D. 若两物体同时落地，则乙不可能从同一位置自由释放 思维拔高 13.(2026江苏扬州第一中学期中)如图甲所示是一种名叫“塘鹅”的海鸟,其捕鱼时,可以从空中沿竖直方向像一支箭一样扎入水中,如图乙所示。假设塘鹅从空中向下俯冲的过程做自由落体运动,入水后竖直向下做匀减速直线运动。已知某塘鹅俯冲时距水面的高度H=5 m,入水后的加速度大小为a=40 m/s2,重力加速度g取10 m/s2,塘鹅可视为质点。求: 　 (1)塘鹅入水前瞬间速度v0的大小; (2)塘鹅入水后下降的最大深度h; (3)塘鹅从空中开始俯冲到入水后下降至最大深度的过程经历的总时间t。 14.某同学用手机慢动作视频测量重力加速度。他将小球从刻度尺旁由静止释放，视频帧率为20帧/秒。测得小球在第3帧到第4帧之间下落了4.41 cm，在第4帧到第5帧之间下落了6.37 cm。求： （1）相邻两帧之间的时间间隔； （2）小球经过第4帧位置时的瞬时速度大小； （3）利用逐差法估算当地重力加速度。 15.某建筑工地塔吊将建材提升到距地面80 m高处后，钢丝绳突然断裂，建材由静止开始自由下落。地面上有一辆工程车正以10 m/s的速度匀速驶向落点，此时工程车距落点水平距离为50 m。不计空气阻力，取g=10 m/s²。 （1）求建材落地所需时间； （2）判断工程车是否能在建材落地前驶过落点； （3）若工程车司机发现钢丝绳断裂后有0.50 s反应时间，则工程车至少应以多大速度匀速行驶才能安全通过落点。 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C A C B C B C B B C C ACD 13.解析　(1)塘鹅从空中向下俯冲到入水前做自由落体运动,根据速度-位移公式有=2gH 解得塘鹅入水前瞬间的速度v0=10 m/s (2)塘鹅入水后竖直向下做匀减速直线运动,最终速度为零,根据速度-位移公式可得0-=-2ah(点拨:负号表示加速度方向与速度方向相反) 解得h=1.25 m (3)塘鹅做自由落体运动过程有v0=gt1 解得t1=1 s 入水后做匀减速运动过程,由速度公式可得0=v0-at2 解得t2=0.25 s 故经历的总时间t=t1+t2=1.25 s 14.解析：（1）T = 1/20 = 0.050 s （2）v₄ = (s₁ + s₂) / (2T) = (0.0441 + 0.0637) / 0.10 ≈ 1.08 m/s （3）由 Δs = gT² 得：g = (s₂ - s₁) / T² = (0.0637 - 0.0441) / 0.050² ≈ 9.8 m/s² 15.（1）h=½gt²，t=√(2×80/10)=4.0 s （2）工程车到达落点时间t车=50/10=5.0 s 因为5.0 s>4.0 s，所以工程车不能在建材落地前通过落点。 （3）有效通过时间t有=4.0-0.50=3.5 s v最小=50/3.5≈14.3 m/s 1 学科网（北京）股份有限公司 $