2019-2020學(xué)年新教材高中物理課時跟蹤訓(xùn)練十自由落體運動含解析新人教版必修第一冊

PAGE6-課時跟蹤訓(xùn)練(十)自由落體運動A級—學(xué)考達標(biāo)1．下列敘述不符合史實的是()A．古希臘學(xué)者亞里士多德認為物體越重，下落得越快B．伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點有自相矛盾的地方C．伽利略認為，如果沒有空氣阻力，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快D．伽利略用實驗直接證實了自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動解析：選D古希臘學(xué)者亞里士多德認為重的物體比輕的物體下落得快，即物體越重下落得越快，A符合史實；伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的理論在邏輯上有矛盾，他認為輕重不同的物體，從同一高度墜落，加速度一樣，它們將同時著地，從而推翻了亞里士多德的錯誤論斷，B符合史實；伽利略認為，如果沒有空氣阻力，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快，C符合史實；伽利略先大膽的猜測，下落物體的速度是隨時間均勻增加的，然后通過實驗驗證，銅球從斜槽的不同位置由靜止下落，得到結(jié)論即速度是隨時間均勻增加的，最后合理外推，隨著θ的增大，應(yīng)該有相同的結(jié)論，當(dāng)θ＝90°時，即物體豎直下落時，這個關(guān)系也應(yīng)該成立，所以D不符合史實。2．某探險者在野外攀巖時，踩落一小石塊，約5s后聽到石塊直接落到崖底的聲音。探險者離崖底的高度最接近的是(g取10m/s2)()A．25m B．50mC．110m D．150m解析：選C小石塊落到崖底，其下落規(guī)律可以看作自由落體運動，即h＝eq\f(1,2)gt2，代入數(shù)據(jù)得h＝eq\f(1,2)×10×52m＝125m，考慮聲音傳回來大約有0.3s，即下落距離應(yīng)略小于125m，即選項C正確。3．假設(shè)在月球上離月球表面高10m處由靜止釋放一片羽毛，羽毛落到月球表面上的時間大約是(g取10m/s2)()A．1.0s B．1.4sC．3.5s D．12s解析：選C月球表面的重力加速度約為地球的eq\f(1,6)，因此由h＝eq\f(1,2)×eq\f(1,6)gt2知，t＝eq\r(\f(12h,g))≈3.5s，C正確。4．2018年11月26日14時54分，“洞察”號無人探測器成功登陸火星，假設(shè)未來的某一天，宇航員在火星上距地面高18m處由靜止釋放一重物，測得重物經(jīng)過3s落到火星表面，則下列說法正確的是()A．火星表面的重力加速度大小為4m/s2B．重物落地時的速度大小為8m/sC．重物落地前的1s內(nèi)位移大小為8mD．重物下落過程中，任意相鄰1s內(nèi)的位移之差為2m解析：選A根據(jù)位移時間關(guān)系公式h＝eq\f(1,2)g′t2知，重力加速度大小g′＝eq\f(2h,t2)＝4m/s2，故A正確；根據(jù)速度時間關(guān)系公式知落地時的速度大小v＝g′t＝12m/s，故B錯誤；前2s內(nèi)的位移為h′＝eq\f(1,2)g′t′2＝8m，則落地前1s內(nèi)的位移大小Δh＝h－h(huán)′＝10m，故C錯誤；重物下落過程中，任意相鄰1s內(nèi)的位移之差Δx＝g′T2＝4m，故D錯誤。5．一物體從高為h處自由下落，開始的eq\f(h,3)用時為t,則()A．物體落地所用的時間為eq\r(3)tB．物體落地所用的時間為3tC．物體落地時的速度大小為6gtD．物體落地時的速度大小為3gt解析：選A由題意知，eq\f(h,3)＝eq\f(1,2)gt2，h＝eq\f(1,2)gt′2，解得t′＝eq\r(3)t，所以落地所用的時間為eq\r(3)t，A正確，B錯誤；由速度公式v＝gt′知，物體落地的速度大小為eq\r(3)gt，C、D錯誤。6．兩個小球從兩個不同高度處自由下落，結(jié)果同時到達地面，下列選項圖中能正確表示它們運動的是()解析：選C由題意，兩個小球從兩個不同高度處自由下落，初速度為0，同時到達地面，說明兩個小球不是同時下落，且高度大的小球應(yīng)先下落，則在v-t圖像中圖線與橫坐標(biāo)所包圍的面積應(yīng)大一些；在下落過程中，兩個小球的加速度相同，都做勻加速直線運動，則圖像斜率相同，即兩直線應(yīng)平行，故A、B錯誤；高度大的小球運動時間長，則末速度應(yīng)大一些，而D中末速度相同，故D錯誤，C正確。7．四個小球在離地面不同高度同時從靜止釋放，不計空氣阻力，從開始運動時刻起每隔相等的時間間隔，小球依次碰到地面。下列選項圖中，能反映出剛開始運動時各小球相對地面的位置的是()解析：選C每隔相等的時間間隔小球依次碰到地面，可知第一個球經(jīng)過T時間落地，第二個球落地的時間為2T，依次3T、4T，逆向分析，相當(dāng)于一個小球每經(jīng)過相等時間所到達的位置?？芍嗟葧r間間隔內(nèi)的位移越來越大，所以從下而上，相鄰兩個小球之間的豎直位移越來越大，而且它們下落的高度之比為1∶4∶9∶16，故選項C正確。8．在輕繩的兩端各拴一個小球，某人用手拿著輕繩上端的小球，站在三層樓的陽臺上，釋放小球，使小球自由下落，兩小球相繼落地的時間差為Δt。如果某人站在四層樓的陽臺上，用同樣的方法釋放小球，讓小球自由下落，則兩小球相繼落地的時間差將()A．不變 B．變大C．變小 D．無法確定解析：選C設(shè)輕繩的長度為L，第一個小球著地后，另一個小球運動的位移為L，在L內(nèi)運行的時間，即為兩球落地的時間差，第一個小球著地的速度為另一個小球在位移L內(nèi)的初速度。高度越高，落地的速度越大，則可知高度越高，另一個小球在位移L內(nèi)的初速度越大，根據(jù)L＝v0t＋eq\f(1,2)gt2，初速度越大，時間越短。所以Δt′<Δt。故C正確。9．一物體做自由落體運動，落地時速度是30m/s(g取10m/s2)。求：(1)物體下落到地面所需的時間；(2)物體開始下落時的高度；(3)物體在最后1s內(nèi)下落的高度。解析：(1)由v＝gt，得物體下落到地面所需的時間為：t＝eq\f(v,g)＝eq\f(30,10)s＝3s。(2)法一：根據(jù)v2＝2gh，可知物體開始下落時的高度為：h＝eq\f(v2,2g)＝eq\f(302,20)m＝45m。法二：利用平均速度：h＝eq\f(0＋v,2)·t＝eq\f(0＋30,2)×3m＝45m。法三：由位移公式可得h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×32m＝45m。(3)物體在前2s內(nèi)的位移為：x＝eq\f(1,2)gt′2＝eq\f(1,2)×10×4m＝20m，所以物體在最后1s內(nèi)的位移：x′＝h－x＝45m－20m＝25m。答案：(1)3s(2)45m(3)25mB級—選考提能10.取一根長2m左右的細線、5個鐵墊圈和一個金屬盤，在線端系上第一個墊圈，隔12cm再系一個，以后墊圈之間的距離分別為36cm、60cm、84cm，如圖所示。站在椅子上，向上提起線的上端，讓線自由垂下，且第一個墊圈緊靠放在地上的金屬盤。松手后開始計時，若不計空氣阻力，則第2、3、4、5個墊圈()A．落到盤上的聲音時間間隔越來越大B．落到盤上的聲音時間間隔相等C．依次落到盤上的速率關(guān)系為1∶eq\r(2)∶eq\r(3)∶2D．依次落到盤上的時間關(guān)系為1∶(eq\r(2)－1)∶(eq\r(3)－eq\r(2))∶(2－eq\r(3))解析：選B松手后4個墊圈同時做自由落體運動，可以看成一個墊圈自由下落，在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7，由初始時各墊圈的間距知各墊圈落到盤上的時間間隔相等，故A錯誤，B正確；因為各墊圈落到盤上的時間間隔相等，則各墊圈依次落到盤上的時間之比為1∶2∶3∶4，根據(jù)v＝gt可知，速率之比為1∶2∶3∶4，故C、D錯誤。11.雨后，屋檐還在不斷滴著水滴。如圖所示，小紅同學(xué)認真觀察后發(fā)現(xiàn)，這些水滴都是在質(zhì)量積累到一定大時才由靜止開始下落，每隔相等時間滴下1顆水滴，水滴在空中的運動情況都相同，某時刻起，第1顆水滴剛運動到窗臺下邊沿時，第5顆水滴恰欲滴下。她測得，屋檐到窗臺下邊沿的距離為H＝3.2m，窗戶的高度為h＝1.4m。不計空氣阻力的影響。下列結(jié)論正確的是()A．水滴下落到窗臺下邊沿時的速度大小為6m/sB．每隔0.15s滴下1顆水滴C．水滴經(jīng)過窗戶的時間為0.8sD．水滴經(jīng)過窗戶的平均速度為7m/s解析：選D水滴下落至窗臺下邊沿通過的距離為H＝3.2m，由v2＝2gH得：v＝eq\r(2gH)＝8m/s，故A錯誤；水滴下落至窗臺下邊沿的時間為t2＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×3.2,10))s＝0.8s，第1顆水滴剛運動到窗臺下邊沿時，第5顆水滴恰欲滴下，此時共4個時間間隔，可知相鄰的水滴滴下的時間間隔：Δt＝eq\f(t2,4)＝0.2s，故B錯誤；水滴下落至窗戶上邊沿的時間為：t1＝eq\r(\f(2H－h(huán),g))＝eq\r(\f(2×3.2－1.4,10))s＝0.6s，水滴經(jīng)過窗戶的時間為：Δt′＝t2－t1＝0.8s－0.6s＝0.2s，故C錯誤；水滴經(jīng)過窗戶的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(h,Δt′)＝eq\f(1.4,0.2)m/s＝7m/s，故D正確。12．跳傘運動員做低空跳傘表演，從距離地面高404m處的飛機上開始跳下，先做自由落體運動，當(dāng)自由下落180m時打開降落傘，降落傘打開后運動員做勻減速直線運動，跳傘運動員到達地面時的速度大小為4m/s(g＝10m/s2)。求：(1)運動員打開降落傘時的速度大??；(2)降落傘打開后，運動員的加速度大??；(3)離開飛機后，經(jīng)過多長時間才能到達地面。解析：(1)運動員打開降落傘前做自由落體運動，豎直位移為h1＝180m根據(jù)v12＝2gh1可知運動員打開降落傘時的速度為v1＝60m/s。(2)打開降落傘后運