高中物理第二章匀变速直线运动的研究2.5自由落体运动练习含解析新人教必修.docx

2.5 自由落体运动课后巩固作业时间：45分钟一、单项选择题1一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍，g取10 m/s2，则它开始下落时距地面的高度为()A5 m B11.25 mC20 m D31.25 m2长为5 m的竖直杆下端距离一竖直隧道口5 m，若这个隧道长也为5 m，让这根杆自由下落，它通过隧道的时间为(g取10 m/s2)()A. s B(1) sC(1) s D(1) s3.如图所示，A、B两小球用长为L的细线连接悬挂在空中A距湖水水面高度为H，释放小球，让它们自由落下，测得它们落水声相差t.如果球A距湖面的高度H减小，则t将()A增大 B不变C减小 D无法判断4物体自楼顶处自由落下(不计空气阻力)，落到地面的速度为v.在此过程中，物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为()A. B.C. D.5.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，让前一滴水滴到盘子里听到声音时，后一滴恰离开水龙头测出n次听到水击盘声的总时间t，用刻度尺量出龙头到盘子的高度差h，即可算出重力加速度设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1 s，已知声速为340 m/s，则()A水龙头距人耳的距离至少为34 mB水龙头距盘子的距离至少为34 mC重力加速度的计算式为D重力加速度的计算式为二、多项选择题6.一物体从一行星表面某高度处自由下落(不计表层大气阻力)自开始下落计时，得到物体离该行星表面的高度h随时间t变化的图象如图所示，则()A行星表面重力加速度大小为8 m/s2B行星表面重力加速度大小为10 m/s2C物体落到行星表面时的速度大小为20 m/sD物体落到行星表面时的速度大小为25 m/s7甲、乙两物体所受的重力之比为12，甲、乙两物体所在的位置高度之比为21，它们各自做自由落体运动，则()A落地时的速度之比是1B落地时的速度之比是11C下落过程中的加速度之比是12D下落过程中的加速度之比是118将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2 s，它们运动的图象分别如图中直线甲、乙所示则()At2 s时，两球的高度相差一定为40 mBt4 s时，两球相对于各自的抛出点的位移相等C两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等答案1C最初1 s的位移为5 m，则最后1 s的位移为15 m，设总时间为t，由题意知gt2g(t1)215，可求t2 s，下落高度为20 m，C对2B画出直杆穿过隧道的图示，ts(1) s，故选项B正确3A此题应用vt图象分析，作出A、B的vt图象，如图所示若释放高度H2H1，则当B球落到水面时，两种情况下B对应的速度分别为v2、v1.由图看出v2v1，此后A球做匀加速直线运动，两种情况A对应的速度分别为v2，v1，加速度均为g，已知两种情况下A球与B球落至水面的位移差相同，所以图示的两个阴影梯形面积大小相等，则t1t2，选项A正确4C设楼顶到地面的距离为h，下落楼房一半高度所用时间为t，由自由落体的运动规律v22gh及gt2，可求得t.5D由于人耳能区分两个声音的时间差为0.1 s，因此两滴水落到盘子的时间差必须不小于01 s，则水龙头距盘子的距离至少为hgt20.05 m它与水龙头距人耳的距离无关因为不管人耳距水龙头多近或多远，时间差都由水滴落到盘子的时间差决定当听到n次声音时，事实上的时间间隔为(n1)次，则hg2，g.6AC由图中可以看出物体从h25 m处开始下落，在空中运动了t2.5 s到达行星表面，根据hat2，可以求出a8 m/s2，故A正确；根据运动学公式可以算出vat20 m/s，可知C正确7AD自由落体的加速度都等于重力加速度g，与质量大小无关，选项C错误，D正确；由v22gh得，选项A正确8BD由于甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，t2 s时，两球的高度相差不一定为40 m，两球从抛出至落到地面所用的时间间隔不相等，选项A、C错误；根据速度图象与横轴所夹面积表示位移可知，t4 s时，两球相对于各自的抛出点的位移相等，选项B正确；由于甲、乙两小球先后以同样的速度竖直向上抛出，甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等，选项D正确三、非选择题9一个物体从45 m高的地方自由下落，到达地面时的速度是多大？下落最后1 s内的位移是多大？(g取10 m/s2)10.一物体从离地面H高度处自由下落，达到地面前最后1 s内通过的位移比下落的第1 s内通过的位移多30 m不计空气阻力，取重力加速度为g10 m/s2.求：(1)物体从下落到落地所用的时间t和下落点离地面的高度H；(2)物体落地时的速度大小vt.11一位同学进行“用打点计时器测量自由落体加速度”的实验(1)现有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、220 V交流电源、低压直流电源、天平、停表、导线、开关其中不必要的器材是：_；缺少的器材是_(2)这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带把开始打的第一个点标为A，随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F，测量出各点间的距离，如图所示请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：_.(3)由该纸带求出的自由落体加速度为_m/s2；比标准值_(填“偏大”或“偏小”)(4)该实验误差的主要来源是_；可用_的方法减小该误差12一枚小火箭携带试验炸弹竖直发射升空，小火箭的加速度a10 m/s2，t120 s后小火箭与试验炸弹分离，预定试验炸弹在最高点爆炸，取g10 m/s2，不计空气阻力(1)试验炸弹预定爆炸点的高度是多少？(2)若试验失败，炸弹未爆炸，如果不采取措施，炸弹会在分离后多长时间落地？为了防止危险，在炸弹到达最高点10 s后，以v0400 m/s竖直发射一枚炮弹拦截，拦截点的高度是多少？答案9.30 m/s25 m解析：由v22gh得物体到达地面时的速度vm/s30 m/s.物体落地1 s前的速度v0vgt30 m/s10 m/s20 m/s.故下落最后1 s内的位移hv0tgt2201 m1012 m25 m.10(1)4 s80 m(2)40 m/s解析：(1)物体在第1 s内的位移x1为x1gt1012 m5 m最后1 s内位移xgt2g(t1)2(x30) m35 m解得，t4 s物体下落点离地面的高度Hgt21042 m80 m.(2)物体落地时的速度vtgt104 m/s40 m/s.11(1)电磁打点计时器及复写纸、低压直流电源、天平、停表毫米刻度尺、重锤(2)a(3)9.56偏小(4)空气的阻力和纸带的摩擦增大重锤重力解析：(1)该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤，需要毫米刻度尺测量长度；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要停表和低压直流电源，不需要称量质量，因此不需要天平，不需要电磁打点计时器及复写纸，需要电火花计时器及碳粉纸、220 V交流电源(2)根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，所以所依据的公式为a.(3)设A、B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，则有x3x12a1T2x4x22a2T2为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：a(a1a2)即自由落体加速度计算表达式为：a m/s29.56 m/s2测量值比标准值偏小(4)该实验误差的主要来源是空气的阻力和纸带的摩擦；可用增大重锤重力的方法减小该误差12(1)试验炸弹与小火箭分离时，速度v1at11020 m/s200 m/s，高度h1at10202 m2 000 m，分离后炸弹以初速度v1做竖直上抛运动，上升高度h22 000 m，故预定爆炸点的高度hh1h24 000 m.(2)如果不采取措施，从分离到炸弹落地，上升阶段的时间t上 s20 s，下降阶段有hgt，得t下20 s，故