人教版必修第一册 高一上物理第二章 4 自由落体运动 课后练习.docx

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人教版必修第一册高一上物理第二章4自由落体运动课后练习

2019人教版必修第一册高一（上）物理第二章4自由落体运动课后练习

一、单选题

1．某同学在玩“蹦极”，如图所示，已知橡皮条自然状态的长度是20m，若不考虑空气阻力，从静止开始下落，g=10m/s2，则该同学（　　）

A．“蹦极”离地的高度至少为20m

B．下落前2s的平均速度大小是20m/s

C．下落第3s末的瞬时速度大小是30m/s

D．下落第1s末的瞬时速度大小是10m/s

2．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的比是（）

A．1：

3：

5B．1：

4：

9

C．1：

：

D．1：

（

-1）：

（

）

3．物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离均为15m的路程，第一段用时5.0s，第二段用时3.0s。

则物体的加速度是

A．

B．

C．

D．

4．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

5．关于自由落体运动，下面说法正确的是

A．在开始连续的三个1s内通过的位移之比是1∶4∶9

B．在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1∶3∶5

C．从开始运动起依次下落4.9cm、9.8cm、14.7cm，所经历的时间之比为1∶2∶3

D．它是竖直向下，v0=0，a=g的匀加速直线运动

6．人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间．我们可以采用下面的实验测出自己的反应时间．请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，你用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，但手的任何部位在开始时都不要碰到木尺．当看到那位同学放开手时，你立即握住木尺，根据木尺下降的高度，可以算出你的反应时间．若某次测量中木尺下降了约11cm，由此可知此次你的反应时间约为（）

A．0.2s

B．0.15s

C．0.1s

D．0.05s

7．从楼顶上每隔时间t掉下一个水滴（不计阻力），当第4个水滴开始下落时，第1个、第2个、第3个水滴离开楼顶的距离之比S1:

S2:

S3为（）

A．9:

4:

1B．3:

2:

1C．5:

3:

1D．4:

2:

1

8．将一小物体以初速度v0竖直向上抛出，若物体所受的空气阻力的大小不变，则小物体到达最高点的最后一秒和离开最高点的第一秒时间内通过的路程s1和s2，速度的变化量△v1和△v2的大小关系（）

A．s1=s2B．s1＜s2C．△v1＞△v2D．△v1＜△v2

二、多选题

9．如图所示，在足够高的空间内，小球位于空心管的正上方h处，空心管长为L，小球的球心与管的轴线重合，并在竖直线上，小球直径小于管的内径，不计空气阻力，则下列判断正确的是（）

A．两者均无初速度同时释放，小球在空中不能穿过管

B．两者均无初速度同时释放，小球在空中能穿过管

C．两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度

，管无初速度，则小球一定能穿过管，但穿过管的时间与当地重力加速度有关

D．两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度

、管无初速度，则小球一定能穿过管，且穿过管的时间与当地重力加速度无关

10．如图所示，在同一高度处间隔一定时间先后自由释放两小球A、B的速度—时间图象，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A．两球落地时间间隔为t0

B．两图线一定平行，图线的斜率等于重力加速度的大小

C．在空中运动时两球的速度差不变

D．在空中运动时两球间距保持不变

11．甲、乙两物体的质量分别是20kg和10kg，它们在同一地方分别从10m和20m处同时自由下落，不计空气阻力，下面描述正确的是（）

A．落地前同一时刻乙比甲的速度大B．两物体落地时速度相同

C．下落1s时甲、乙速度相同D．开始下落1m所需时间相同

12．两个相同的小球在同一高度处，以大小相等的初速度分别做竖直上抛和竖直下抛运动。

忽略阻力，下列表述正确的有

A．落地吋，两球的动能相等B．从抛出到落地两球经过的路程相等

C．落地时，两球的机械能相等D．从抛出到落地两球的位移相同

三、解答题

13．一物体从离地80m高处开始做自由落体运动，问：

（1）开始下落后第2s内的平均速度多大？

（2）开始下落3s后离地多高？

（3）继续下落还需多长时间才能落地？

14．高台跳水运动员从离水面高H=10m的跳台上，以10m/s的初速度竖直上抛，不记空气阻力，将人视为质点，取g=10m/s2。

求：

运动员从跳离跳台到入水的时间。

15．如图所示，跳伞运动员离开飞机后先做4s自由落体运动，后张开降落伞匀速下降4s，最后再经过19s匀减速下降，着地时速度是2m/s，g取10m/s2．

（1）试作出运动员运动的v-t图象；

（2）求减速下降时的加速度（请注明大小和方向）；

（3）求跳伞员离开直升飞机时距地面的高度．

16．跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自出落体运动，当距地面125m时打开降落伞，开伞后运动员以大小为

的加速度沿竖直方向做匀减速运动，到达地面时的速度为5m/s，求：

（g取

）

（1）运动员离开飞机瞬间距地面的高度；

（2）离开飞机后，经多长时间到达地面（结果保留3位有效数字）。

参考答案

1．D

【解析】

【详解】

A.由题可知，该同学做自由落体运动的时间：

t0=

=2s

运动位移20m，此时具有最大速度，之后向下减速，所以向下位移大于20m，故A错误。

B.2s内的位移恰好是20m，则2s内的平均速度：

=10m/s

故B错误；

C.2s末橡皮绳拉直，2s后该同学不再做自由落体运动，所以3s末的速度不是：

v3=gt3=10×3m/s=30m/s

故C错误；

D.下落1s末的瞬时速度

故D正确。

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

设三段相等的位移分别为x，则第一段位移的时间

第二段位移的时间为

第三段位移的时间为

所以下落三段相等的位移所用的时间的比是1：

（

-1）：

（

）

故选D。

3．A

【解析】

【详解】

第一段平均速度为：

第二段平均速度为：

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，两个中间时刻的时间间隔为：

加速度为：

故A正确，BCD错误；

故选A。

4．B

【解析】

【分析】

因为甲乙物体均做自由落体运动，所以它们的初速度为零，加速度为g，根据运动学关系式求解．

【详解】

甲、乙都做自由落体运动，都只受重力作用，选项A错误；自由落体运动的加速度与重力大小无关，则两物体的加速度均为g，根据h=

gt2，甲、乙从同一高度自由落下，所以两球同时落地，选项B正确，C错误；根据v2=2gh可知两物体落地速度相同，选项D错误；故选B.

【点睛】

此题关键是知道自由落体运动的特点，知道重力加速度与重力大小无关；掌握自由落体运动的基本公式.

5．D

【解析】

【详解】

A．根据

可得，初速度为0的匀加速直线运动在前1s、前2s、前3s的位移之比为1：

4：

9，故在开始连续的三个1s内通过的位移之比为1：

3：

5，故A错误；

B．根据v=gt，在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1：

2：

3，故B错误；

C．根据

可得，从开始运动起下落4.9cm、从开始运动起下落9.8cm、从开始运动起下落14.7cm，所经历的时间之比为

，故C错误；

D．自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，故D正确。

6．B

【解析】

由题意，在反映时间内，木尺下落的高度H=11cm

由自由落体运动的规律知：

，

代入数据得t≈0.15s

故选B.

7．A

【解析】

【分析】

【详解】

第1个、第2个、第3个水滴离开楼顶的时间之比为：

3：

2：

1，根据h=

gt2得：

第1个、第2个、第3个水滴离开楼顶的距离之比S1：

S2：

S3=9：

4：

1。

故选A。

8．C

【解析】

试题分析：

根据牛顿第二定律，得到上升阶段和下降阶段的加速度的大小关系，然后根据速度时间关系公式和平均速度公式分析．

解：

C、D、上升阶段，合力为：

F合1=mg+f，故加速度为：

a1=

=g+

；

下降阶段，合力为：

F合2=mg﹣f，故加速度为：

a2=

=g﹣

；

故a1＞a2；

根据速度时间关系公式，有：

△v1=a1T

△v2=a2T

故

△v1＞△v2

故C正确，D错误；

A、B、根据速度时间关系公式和平均速度公式，有

s1=

T=

T=

a1T2

s2=

a2T2

故

s1＞s2

故A错误，B错误；

故选C．

【点评】本题关键是先根据牛顿第二定律判断上升阶段和下降阶段的加速度大小，然后灵活地选择运动学公式列式判断．

9．AD

【解析】

【分析】

明确两物体的运动情况，根据匀变速直线运动的位移时间公式，住位移之差等于L进行分析求解；

【详解】

AB、若两者无初速度同时释放，则在相同时间内下降的高度相同，可知小球在空中不能穿过管，故A正确，B错误；

CD、两者同时释放，小球具有向下的初速度v0，管无初速度，则小球一定能穿过管，根据小球与管的相对位移

可知，小球穿过管的时间为

，可见该时间与当地重力加速度无关，故D正确，C错误；

故选AD。

【点睛】

关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，抓住位移之差等于L进行求解，

10．ABC

【解析】

【详解】

A、因为下落的高度相同，都做自由落体运动，所以落地时间相等，由图知两球落地时间间隔为t0，故A正确。

B、v-t图象的斜率等于加速度，两图线一定平行，图线的斜率相等，都等于重力加速度的大小，故B正确。

C、设A运动的时间为t，则B运动时间为t-t0，两球在空中速度之差为：

v=gt-g（t-t0）=gt0，所以两球速度之差保持不变，故C正确。

D、两球在空中的距离

x=

gt2-

g（t-t0）2=gtt0-

gt02，可见，两球在空中间的距离随时间推移，越来越大，故D错误。

11．CD

【解析】

试题分析：

由于两物体同时释放，做的都是自由落体运动，加速度均相同，因此在落地前同一时刻两物体速度相同，A错；由落地速度

可知落地速度乙物体的大，B错；由v=gt可知下落1s时甲、乙速度相同，C对；由公式

，D对；故选CD

考点：

考查自由落体运动

点评：

本题难度较小，熟练掌握自由落体运动规律，加速度相同，与物体的质量无关

12．ACD

【解析】

【详解】

设两球原来离地高度为h，两球质量均为m，初速度大小为v0．两个球在运动的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律，有落地时动能  

，m、h、v0均相等，则两球落地时动能相等，故A正确；根据路程是物体运动轨迹的长度，可知从抛出到落地两球经过的路程不等，竖直上抛的物体路程较长，故B错误；初始时两球的机械能相等，在运动过程中两球的机械能均保持不变，所以落地时，两球的机械能相等，故C正确；两个小球的初位置和末位置都相同，故两个球的落地时位移相同，故D正确。

13．

（1）

（2）35m（3）1s

【解析】

【详解】

（1）质点前1s内运动的位移为

质点前2s内运动的位移为

故开始下落后第2s内的平均速度为

（2）3s内下落的高度为

故其离地的高度为

（3）物体落地的时间为

故下落3s后还需要1s才能落地。

14．

【解析】

【分析】

运动员从竖直上抛到入水，整个过程加速度不变，做匀变速运动。

对全过程应用位移时间关系列方程即可求解。

【详解】

取竖直向上为正方向，由

-10=10t-

×10t2

解得

s或

s（舍去）

15．

（1）如图所示：

（2）a=2m/s2，方向竖直向上（3）H=639m

【解析】试题分析：

（1）跳伞运动员先做自由落体运动，加速度为g=10m/s2，求出末速度．建立坐标系，作出v﹣t图象；

（2）跳伞运动员减速下降时初速度等于自由落体运动的末速度，根据加速度的定义式求出加速度．

（3）速度图象的“面积”等于跳伞员离开飞机时的高度，由数学知识求解高度．

解：

（1）由v=gt得4s时运动员的速度为40m/s．

V﹣t图象如图所示，

（2）由

得：

a=﹣2m/s2，

方向竖直向上

（3）自由落体

=80m；

匀速下降s2=vt=160m

减速下降s3=

=399m

总高度为s1+s2+s3=639m

答：

（1）运动员运动的v﹣t图象如图所示，t=4s时的速度值为40m/s；

（2）减速下降时的加速度为﹣2m/s2，方向竖直向上

（3）跳伞员离开直升飞机时距地面的高度为639m．

【点评】本题是多过程问题，要抓住前后两个过程之间的联系，前一过程的末速度即是后一过程的初速度．

16．

（1）370m；

（2）10.3s

【解析】

【分析】

【详解】

（1）减速过程

所以，开伞时速度

其中

自由落体

所以，下落高度

运动员离开飞机瞬间距地面的高度

（2）自由落体

所以

匀减速

所以

下落的总时间