高中沪科版 (2019)2.3 自由落体运动的规律练习

【基础】2.3自由落体运动的规律-1随堂练习

一．填空题

1．竖直升降电梯的箱状吊舱在匀速上升的过程中，舱顶有一个螺钉脱落。已知吊舱高度为h，重力加速度为g，则这个螺钉从舱顶落到地板所需时间是____________。

2．一只气球以5m/s的速度匀速上升，达到离地面10m高度时，从气球上掉下一物体。不计空气阻力，则物体在第1秒内速度改变量的大小为_________________m/s，物体落到地面所用的时间为_________________s。（g取10m/s2）

3．判断下列说法的正误．

（1）重的物体总是比轻的物体下落得快．（____）

（2）在空气中由静止释放的物体都做自由落体运动．（____）

（3）物体只在重力作用下的运动是自由落体运动．（____）

（4）自由落体加速度的方向垂直地面向下．（____）

4．为了测量一水井从井口到水面的距离，将一颗小石子从与井口平齐的位置由静止释放，经2s听到石子落水的声音，忽略空气阻力和声音传播的时间，重力加速度g=l0m/s2，石子在下落的过程中，第2s末的速度为_______m/s；井口至水面的距离为________m。

5．一观察者发现,每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐落下,而且看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第2滴水离地的高度是______ ．

6．学习了自由落体运动后，某同学用相机频闪照相法对自由下落的小球的运动情况进行研究。如图为该同学拍摄的一个小球在砖墙边下落的频闪照片，该同学1，2两个位置的距离x1=10cm，2，3两个位置距离x2=20cm，3，4两个位置距离x3=30cm。由此可知拍照相机频闪的周期为______s。照片中小球经过3位置时的下落速度v=______m/s。

7．
一颗雨滴从屋檐落下，经过下面一个高2m的窗户用时0.2s，则屋檐到窗户上沿的距离是____________m。

8．一个物体从45m高处自由下落，在最后1s通过的高度是______m，最后1s的平均速度是______m/s。（g=10m/s2）

9．从空中每隔2s从静止释放一石子，当第五颗石子刚要落下时，第一颗石子恰好落地，则释放点的高度是___________m；此时第1．3两颗石子高度差___________m。（设不计空气阻力，）。

10．如图所示，A．B为两固定的光电门，在光电门A正上方的O处有一边长为d的铁片自由落下，铁片下落的过程中底边始终水平，数字计时器记录铁片通过A．B光电门的时间分别为t1．t2，铁片从A到B的时间为T．铁片通过光电门的平均速度视为瞬时速度。

①铁片通过光电门B的瞬时速度为vB=_______；

②铁片下落的加速度a=_________。

11．如图所示，一个直径为D的圆柱体，其侧面刻有螺距为h的光滑的螺旋形凹槽，槽内有一小球，为使小球能自由下落，必须要以加速度a=_______m/s2来拉缠在圆柱体侧面的绳子。

12．课本第45页介绍用自由落体估测人的反应时间，张凡与李明合作，李明拿着有刻度的直尺，张凡在直尺下方做捏住直尺的准备，对应尺的20厘米刻度处，但手不碰尺，某时刻李明放手，直尺下落，张凡立即捏住直尺，手指捏在尺的65厘米刻度处，g取l0m/s2，则张凡的反应时间约 ______秒．

13．做自由落体运动的物体，在任意内速度的改变量为______，秒末的速度为______。

14．某物体以10m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力从抛出到回到起点过程中的平均速度大小为___________m/s；整个过程中的速度改变量的方向为___________。

15．在失重条件下，会生产出地面上难以生产的一系列产品：例如形状呈绝对球形的轴承滚珠，拉长几百米长的玻璃纤维等等。用下面的方法，可以模拟一种无重力的环境，以供科学家进行科学实验。飞行员将飞机升到高空后，让其自由下落，可以获25s之久的零重力状态，之后需减速至零，而科学家们最大承受两倍重力的超重状态。若实验时，飞机离地面的高度不得低于500m，则飞机的飞行高度至少应为______重力加速度g取

16．为研究一钢珠在甘油中运动时所受阻力的大小，让它竖直落下进入甘油中，用频闪照相的方法得到钢珠在不同时刻的位置如图所示，其中AB位于液面上方，钢珠只在重力作用下加速下落，BD位于甘油中，钢珠先减速运动最后匀速运动。设钢珠在甘油中运动时受到的阻力与速度成正比，即F=kv，相机的闪光周期为0.05s，标尺上每一小格代表的实际距离是1cm，钢球的质量为0.01g，g取10m/s2，则钢珠在B点时的速度大小为___m/s，阻力常数k为_____kg/s。

17．从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球，不计空气阻力，它们在空中任一时刻的间距______（选填“越来越大”．“越来越小”．“保持不变”），速度之差_________（选填“越来越大”．“越来越小”．“保持不变”）。

18．某物体做自由落体运动，从起点起向下将其分成三段，使物体通过三段位移的时间之比为1：2：3，则此三段位移之比是_________。

参考答案与试题解析

1．【答案】 

【解析】

螺钉以吊舱为参照物做自由落体运动，根据公式：，下落时间为：。

2．【答案】10    2   

【解析】【来源】上海市延安中学2019-2020学年高二（下）期末等级考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]．物体的加速度为ｇ，则在第1秒内速度改变量的大小为

[2]．设向下为正方向，则由可得

解得

t=2s

3．【答案】错误    错误    错误    错误   

【解析】

略

4．【答案】       

【解析】【来源】湖南省茶陵县第三中学2019-2020学年高二（下)开学考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]由自由落体运动知识可得，第2s末的速度为

[2]井口到水面的距离

5．【答案】3.5m

【解析】【来源】上海市黄浦区大同中学2019-2020学年高一上学期10月月考物理试题

【详解】

[1]根据：

可知第一滴水落地时下落时间，因此每两滴水间的时间间隔，所以此时第二滴水下落高度为：

所以距地面高度为：

6．【答案】0.1    2.5   

【解析】

[1]由题意可知，小球在连续相等的时间内的位移差等于

由可知，拍照相机频闪的周期为

[2]根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可知照片中小球经过3位置时的下落速度为

7．【答案】4.05  

【解析】

【详解】

设下落点距窗户上缘的距离为H，由依题意：
H＝gt2
H+2＝g(t+0.2)2
联立解得：H=4.05m

8．【答案】25    25   

【解析】

[1]根据可得

则前2s内的位移

则最后1s内通过的高度为

[2]最后1s的平均速度为

9．【答案】320m    240m   

【解析】

[1]根据题意，第一颗石子下落的时间为8s，第一颗石子下落的高度即为释放点的高度，由

所以释放点的高度为320m；

[2]第三颗石子下落的时间为4s，下落的高度为

所以第1．3两颗石子高度差

10．【答案】       

【解析】

[1]由题知B点速度

[2]由题知A点速度

铁片从A到B的时间为T，有

联立解得

11．【答案】

【解析】

[1]将圆柱体的侧面等距螺旋形凹槽展开成为平面上的斜槽，如图所示

当圆柱体转一周，相当于沿斜槽下降一个螺距h，当圆柱转n周时，外侧面上一共移动的水平距离为

圆弧槽内小球下降的高度为

联立方程可得，为使螺旋形槽内小球能自由下落，圆柱体侧面绳子拉动的加速度为

12．【答案】0.3s

【解析】

【详解】由题可知，直尺下降的高度：h=65cm？20cm=45cm=0.45m

由可知，受测者的反应时间：t= s=0.3s.

13．【答案】       

【解析】

[1]做自由落体运动的物体，在任意内速度的改变量为

[2]秒末的速度为

14．【答案】0    向下   

【解析】

[1]从抛出到回到起点过程中位移为0，则平均速度为0。

[2]根据竖直上抛运动规律，物体只受重力作用，加速度为重力加速度，回到起点时，速度大小不变，方向向下，则整个过程中的速度改变量的方向为向下。

15．【答案】6750

【解析】【来源】 北京市顺义区2018-2019学年第一学期高一物理期末质量监测试题

【详解】

根据自由落体运动规律知25s下降的高度为：，

然后飞机匀减速直线运动，加速度为：

初速度为：

由知减速的位移为：

故总高度为：

16．【答案】2.5    2.510-4   

【解析】【来源】江苏省南通市启东市启东中学2017-2018学年高二（上)期中物理试题

【详解】

［1］由图知，xAMxMNxNB135，则A点初速度不为零，因为在AB段小球做自由落体运动，由运动学的推论，钢珠在N点时的速度大小

vN==m/s=2m/s

则钢珠在B点时的速度大小

vB= vN+gT=（2+100.05）m/s=2.5m/s

［2］当钢珠进入甘油则满足mg=F时，小球做匀速运动，由图知，小球做匀速运动时标尺上显示的是两小格，其速度

v==m/s=0.4m/s

则由mg=kv，阻力常数

k==kg/s=2.510-4kg/s

17．【答案】越来越大    保持不变   

【解析】【来源】上海浦东上中东校2019-2020学年高二下学期中期素质评估物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]甲乙两球做自由落体运动，加速度都为重力加速度；以释放乙球开始计时，甲球此时的速度

经过t时间后，甲球的速度，乙球的速度，则两球的速度差为

即两球的速度之差保持不变，先释放的小球的位移为，后释放的小球的位移为，它们之间的距离差为

可知它们的间距越来越大

18．【答案】1∶8∶27

【解析】【来源】陕西省渭南市2019-2020学年高一上学期期末质量检测物理试题

【分析】

【详解】

某物体做自由落体运动，从起点起向下将其分成三段，使物体通过三段位移的时间比为1：2：3；若都从起点算起，物体通过从起点算起的三段位移的时间之比为

1：（1+2）：（1+2+3）=1：3：6

根据位移时间关系公式，有：

h1：h2：h3=12：32：62=1：9：36

故题中三段位移之比为：

x1：x2：x3=h1：（h2-h1）：（h3-h2）=1：8：27