高中物理第5节 自由落体运动精品课时练习

这是一份高中物理第5节 自由落体运动精品课时练习，文件包含鲁科版2019高中物理必修第一册25《自由落体运动》原卷docx、鲁科版2019高中物理必修第一册25《自由落体运动》解析卷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共126页， 欢迎下载使用。

考点1：自由落体运动的特点
1.自由落体运动的受力特点
自由落体运动是一种理想化的运动，物体在空气中的运动都要受到阻力的作用，但当自由下落的物体所受的空气阻力远小于物体的重力时，物体的运动可视为自由落体运动．
2．自由落体运动的运动特点
（1）在同一地方，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同．
（2）在地球表面上各处的重力加速度不同．

（3）在地球表面上同一地点，重力加速度随高度的增加而减小，在一般的高度内，可认为重力加速度的大小不变．
（4）重力加速度的方向总是竖直向下．
【针对训练】
1．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是( )
A B C D
2．(多选)关于重力加速度的说法中，正确的是( )
A．重力加速度g是标量，只有大小没有方向，通常计算中g取9.8 m/s2
B．在地面上不同的地方，g的大小不同，但它们相差不是很大
C．在地球上同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D．在地球上的同一地方，离地面高度越大，重力加速度g越小
考点2：自由落体运动的规律及应用
1.自由落体运动的基本规律
2.自由落体运动的几个推论
3.自由落体运动的几个比例(初速度为零的匀加速直线运动均适用)
（1）第1 s末，第2 s末，第3 s末，…，第n s末速度之比为
1∶2∶3∶…∶n.
（2）连续相等时间内的位移之比为
1∶3∶5∶…∶(2n－1)．
（3）连续相等位移所用时间之比为
1∶(eq \r(2)－1)∶(eq \r(3)－eq \r(2))∶…∶(eq \r(n)－eq \r(n－1))．
【例】 有一矿井深125 m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球，g取10 m/s2.当第11个小球刚从井口下落时，第1个小球恰好落到井底，则相邻两个小球下落的时间间隔为多少？此时第3个小球和第5个小球相隔几米？









【技巧与方法】
应用自由落体运动规律解题的思路和方法
1 首先将题目中的日常生活信息进行加工处理，选择有用的已知信息，排除干扰因素．
2 在分析信息的基础之上进行科学的模型抽象，建立物理模型，将实际问题转化为理想的物理过程．
3 根据已知条件和自由落体运动模型遵循的物理规律，选择准确的物理公式列方程，代入数值求解．
【针对训练】
3．(多选)甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙＝3∶1，甲从H高处自由下落，乙从2H高处同时自由下落，不计空气阻力，以下说法正确的是( )
A．在甲落地之前，同一时刻甲的速度比乙的速度大
B．在甲落地之前，同一时刻两物体的速度相等
C．甲落地时，乙距地面的高度为H
D．甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2
4.每隔一定时间就有一滴水从屋檐滴下，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上下沿，如图所示．(取g＝10 m/s2)试求：
（1）滴水的时间间隔是多少？
（2）此屋檐离地面多高？







考点3：伽利略对自由落体运动的研究
1.伽利略的科学方法
eq \x(\a\al(对现象的,一般观察))⇒eq \x(提出假设)⇒eq \x(\a\al(运用逻辑及,数学推理 ))⇒eq \x(\a\al(通过实验对推,论进行检验 ))⇒eq \x(\a\al(对假说进行,修正和推广))
2．伽利略科学方法的意义
伽利略对物体运动的研究，开创了数学推理和实验研究相结合探索自然规律的科学方法．这种方法到现在仍然是物理学乃至整个自然科学最基本的研究方法．这种方法的使用，不但标志着物理学的真正开始，也有力地推进了人类科学认识的发展，近代科学研究的大门从此打开．
【针对训练】
5．(多选)伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验．下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )
A．用水钟计时
B．用打点计时器打出纸带进行数据分析
C．改变斜面倾角，比较各种倾角得到的eq \f(s,t2)的比值的大小
D．将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动
6．在学习物理知识的同时，还应当注意学习物理学中研究问题的思想和方法，从一定意义上说，后一点甚至更重要．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍然具有重要意义．请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程( )
A．猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
B．问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
C．问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
D．猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论





考点达标
一、选择题
1．伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是( )
A．甲、乙、丙、丁图都是实验现象
B．丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论
C．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
D．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
2．物体从某一高度自由下落，第1 s内就通过了全程的一半，物体还要下落多少时间才会落地( )
A．1 s B．1.5 s
C.eq \r(2) s D．(eq \r(2)－1) s
3．下面能正确表示做自由落体运动的物体下落的速度v随时间t变化的图像的是( )

A B C D
4．一物体从离地H高处自由下落，经过时间t落地，则当它下落eq \f(t,2)时，离地的高度为( )
A.eq \f(1,4)H B.eq \f(1,2)H
C.eq \f(3,4)H D.eq \f(4,5)H
5．(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动
B．竖直方向上的位移只要满足s1∶s2∶s3∶…＝1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动
C．自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5
D．自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶5
6．某同学在实验室做了如图所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5 cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3 s，g取10 m/s2，则小球开始下落的位置距光电门的距离h为( )
A．1 m B．1.25 m
C．0.4 m D．1.5 m
二、非选择题
7．从离地面500 m的空中自由落下一个小球，取g＝10 m/s2，求：
(1)小球落到地面所用的时间；
(2)自小球开始下落计时，在第1 s内的位移、最后1 s内的位移．



巩固提升
一、选择题
1．伽利略以前的学者认为，物体越重，下落越快．伽利略等一些物理学家否定了这种看法．在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为( )
A．它们的质量不同 B．它们的密度不同
C．它们的材料不同 D．它们所受的空气阻力的影响不同
2．(多选)有一直升机停在200 m高的空中静止不动，有一乘客从窗口每隔1 s由静止释放一个钢球，则关于钢球在空中的排列情况，下列说法正确的是( )
A．相邻钢球间距离相等
B．越靠近地面，相邻钢球间的距离越大
C．在落地前，早释放的钢球速度总是比晚释放的钢球速度大
D．早释放的钢球落地时的速度大
3．一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2 m，那么它在第三段时间内的位移是( )
A．1.2 m B．3.6 m
C．6.0 m D．10.8 m
4．如图所示，水龙头开口A处的直径d1＝2 cm，A离地面B的高度h＝80 cm，当水龙头打开时，从A处流出的水流速度v1＝1 m/s，在空中形成一完整的水流束，不计空气阻力．则该水流束在地面B处的截面直径d2约为(g取10 m/s2)( )

A．2 cm B．0.98 cm
C．4 cm D．应大于2 cm，但无法计算


二、非选择题
5．一个物体从空中A点做自由落体运动，经过空中B点时速度为eq \f(v,2)，物体落到地面C点时速度为v.已知B点离地面的高度h＝15 m，g取10 m/s2，求：
(1)物体落到地面C点时的速度v的大小；
(2)物体在空中运动的时间t；
(3)A点与地面C点的高度H.




6．如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B端以下h处有一长为b的无底圆柱筒CD，若将悬线剪断，问：
(1)直杆下端B穿过圆柱筒的时间是多少？
(2)整个直杆AB穿过圆柱筒的时间是多少？




匀变速直线运动
自由落体运动
速度公式
vt＝v0＋at
vt＝gt
位移公式
s＝v0t＋eq \f(1,2)at2
h＝eq \f(1,2)gt2
速度位移关系式
veq \\al(2,t)－veq \\al(2,0)＝2as
veq \\al(2,t)＝2gh
匀变速直线运动
自由落体运动
中间时刻的速度
veq \f(t,2)＝eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(v0＋vt,2)
veq \f(t,2)＝eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(vt,2)＝eq \f(gt,2)
中间位置的速度
veq \f(s,2)＝eq \r(\f(v\\al(2,0)＋v\\al(2,t),2))
veq \f(s,2)＝eq \r(\f(v\\al(2,t),2))＝eq \f(\r(2),2)gt
位移差公式
Δs＝aT2
Δh＝gT2