1.7 对自由落体运动的研究 每课一练(教科版必修1,含答案)

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1.7 对自由落体运动的研究每课一练(教科版必修1)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )
A.质量大的物体加速度大
B.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动
C.雨滴下落的过程是自由落体运动
D.从水龙头上滴落的水滴的下落过程,可近似看成自由落体运动
解析:所有物体在同一地点的重力加速度相等,与物体质量的大小无关,故A错;从水平飞行着的飞机上释放的物体,由于惯性具有水平初速度,不是自由落体,故B错;雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关,速度增大时阻力增大,雨滴速度增大到一定值时,阻力与重力相比不能忽略,不能认为是自由落体运动,故C 错;水龙头上滴落的水滴所受空气阻力与重力相比可忽略不计,可认为只受重力作用,故选项D正确。

答案:D
2.科学研究发现在月球表面:①没有空气,②重力加速度约为地球表面的1/6,③没有磁场。

若宇航员登上月球后在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球对月球的影响,下列说法正确的是( )
A.氢气球将向上加速上升,铅球自由下落
B.氢气球和铅球都将静止
C.氢气球和铅球都将下落,但铅球先落到地面
D.氢气球和铅球都将下落,且同时落地
解析:氢气球和铅球在月球上由于仅受月球的重力作用而做自由落体运动,两者的加速度相同,运动的快慢相同,所以选项D正确。

答案:D
3.关于上海、济南、长春三地的重力加速度大小的比较,正确的是( )
A.g上海>g济南>g长春B.g济南>g上海>g长春
C.g长春>g济南>g上海D.g长春>g上海>g济南
解析:地面上不同位置,重力加速度大小一般不同,随地球纬度的增大,重力加速度越来越大,故有g长春>g
济南>g上海,C正确。

答案:C
4.一个小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点。

不计空气阻力,已知它经过b点时的速度为v,
经过c点时的速度为3v。

则ab段与ac段位移之比为( )
A.1∶3 B.1∶5
C.1∶8 D.1∶9
解析:由v=gt可知小石块在ab段运动时间与ac段运动时间之比为1∶3,由匀变速直线运动的平均速度
公式可知小石块在ab段运动的平均速度与ac段运动的平均速度之比为1∶3,则ab段与ac段位移之比为1∶9。

答案:D
5.从某一高处释放一小球甲,经过0.5 s从同一高处再释放小球乙,在两小球落地前,则( )
A .它们间的距离保持不变
B .它们间的距离不断减小
C .它们间的速度之差不断增大
D .它们间的速度之差保持不变 解析:两球下落距离之差:
Δx =12gt 2-12g(t -0.5)2
=12g(t -14
)。

可见两球下落的距离之差不断增大,故A 、B 均错; 又因为速度之差:
Δv =gt -g(t -0.5)=0.5g 。

可见C 错,D 对。

答案:D
6.自由下落的物体,自起点开始依次下落三段相等位移所用时间之比是( ) A .1∶3∶5
B .1∶4∶9
C .1∶2∶ 3
D .1∶(2-1)∶(3-2)
解析:设三段相等的位移均为H ,所用时间分别为t 1、t 2和t 3,由h =12gt 2
得t 1=
2H
g
, t 2= 2·2H
g - 2H
g
=( 2-1) 2H g
, t 3=
2·3H
g
- 2·2H
g
=( 3- 2) 2H g
, 所以有t 1∶t 2∶t 3=1∶(2-1)∶(3-2)。

答案:D
7.两物体从不同高度自由下落,同时落地。

第一个物体下落时间为t ,第二个物体下落时间为t/2,当第二个物体开始下落时,两物体相距( )
A .gt 2
B.3gt 2
8
C.3gt 24
D.gt 2
4
解析:两个物体开始下落时离地面的高度分别为h 1=12gt 2,h 2=12g(t 2)2=18gt 2
,当第2个物体开始下落时,
第一个物体已下落了t 2,此时第一个物体离地高度h 1′=h 1-12g(t 2)2=38gt 2,此时两物体相距Δh =h 1′-h 2=38gt
2
-18gt 2=14
gt 2
,D 正确。

答案:D
8.长为5 m 的竖直杆下端距离一竖直窗口上沿5 m ,若这个窗高也为5 m ;让这根杆自由下落,它通过窗口的总时间为(g 取10 m/s 2
)( )
A. 3 s
B .(3-1) s
C .(3+1) s
D .(2+1) s
解析:杆的下端到达窗上沿所用时间为
t 1=
2h 1
g = 2×5
10
s =1 s , 杆从开始下落到全部通过窗口的时间为: t 2=
2h 2
g
= +5+10
s = 3 s ,
所以杆通过窗口的时间为: Δt =t 2-t 1=(3-1) s ,故选B 。

答案:B
二、非选择题(本题共2小题,共20分)
9.(8分)用滴水法可以测定重力加速度,方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板
A ,使水一滴一滴断续地滴到挡板上,如图1所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落。

首先量出水龙头口离挡板的高度h ,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2,3……”一直数到“n”时,按下秒表按钮停止计时,读出秒表的示数为t 。

试用题中所给的字母表示重
力加速度g 。

图1
解析:每滴水下落h 高度所用的时间为t′=t -,根据自由落体运动规律h =12
gt′2
可得g =

2
h
t
2。

答案:g =
-2
h
t
10.(12分)如图2所示是一种新建成的让人体验自由落体运动的跳楼机,其中列出了一些数据供参考:A.总高度60 m ;B.限载12人;C.最大时速45英里(1英里=1 609 m ,此速度相当于20 m/s);D.跳楼机的运动可 近似看成先做自由落体
运动后做匀减速运动,且落地时的速度为0。

(取g =10 m/s 2
) 图2
请根据以上信息估算:
(1)跳楼机下落的总时间至少为多少? (2)减速过程的最大加速度是多少?
解析:(1)跳楼机先做自由落体运动至最大时速后再立即做匀减速运动,此种情况对
应的时间最短,如图所示,全程的平均速度
v -=1
2v max =10 m/s 。

最短时间t min =
H
v =60
10
s =6 s 。

(2)跳楼机做自由落体运动的时间 t 1=
v max g =20
10
s =2 s , 故减速过程的最短时间t 2=t min -t 1=4 s ,
则减速过程的最大加速度a max=v max
t2
=5 m/s2。

答案:(1)6 s (2)5 m/s2。