1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价 八自由落体运动 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时,提出了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于()A.等效替代B.实验归纳C.理想实验D.控制变量【解析】选C。伽利略的斜面实验是在实验基础上进行“合理外推”得到落体运动规律的,属于理想实验,C正确。2.下面关于自由落体运动的说法中正确的是()A.初速度为零的运动就是自由落体运动B.加速度为g的运动就是自由落体运动C.速度
2、与时间成正比的运动就是自由落体运动D.自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动,是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动【解析】选D。初速度为零的运动不一定是自由落体运动,如水平面上物体从静止开始的匀加速直线运动,故A项错误;加速度为g的运动不一定是自由落体运动,如平抛运动,故B项错误;根据v=at,所有初速度为0的匀加速直线运动速度与时间均成正比,不一定是自由落体运动,故C项错误;自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动,是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,故D项正确。3.暑假,小王跟随科技夏令营前往意大利进行游学活动期间,前往了意大利比萨城北面的奇迹广场参观了高55
3、m的比萨斜塔。他在登至塔顶时不慎将所围围巾掉落至奇迹广场,则围巾的下落时间可能为()A.1.6 sB.2.3 sC.3.3 sD.8.5 s【解析】选D。若物体自由下落,根据自由落体运动的公式有:h=gt2解得t= s3.3 s,考虑到围巾下落时受到空气阻力,则下落的加速度小于g,则下落的时间大于3.3 s,故选D。4.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1.0010-3 s,则小球开始下落的位置距光电门的距离为(取g=10 m/s2)()A.1 mB.1.25 mC.0
4、.4 mD.1.5 m【解析】选B。小球通过光电门的时间很短,这段时间内的平均速度可看成瞬时速度,则v=5 m/s,由自由落体运动规律可知h=1.25 m,选项B正确。5.四川乐山大佛开凿于唐代,历时约90年,通高71米。雨天水滴从顶上下落(时间间隔均为1 s),不考虑一切阻力,则在落地之前,空中的水滴(g取10 m/s2)()A.间距均匀,都为5 mB.间距均匀,都为10 mC.先下落的水滴之间间距更大D.后下落的水滴之间间距更大【解析】选C。任意两水滴之间的距离:h=g(t+1)2-gt2=gt+g,则任意两水滴间距随时间的增加而增大,即先下落的水滴之间间距更大,故选C。6.一物体从一行星
5、表面某高度处自由下落(不计空气阻力)。自开始下落计时,得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图像如图所示,则()A.行星表面重力加速度大小为6 m/s2B.行星表面重力加速度大小为10 m/s2C.物体落到行星表面时的速度大小为25 m/sD.物体落到行星表面时的速度大小为20 m/s【解析】选D。设物体下落的加速度为a,物体做初速度为零的匀加速直线运动,从图中可以看出下落高度h=25 m,所用的时间t=2.5 s,由位移时间关系式:h= at2解得:a=8 m/s2,故A、B项错误;物体做初速度为零的匀加速直线运动,由速度时间关系式得:v=at=20 m/s,故C项错误,D项正确。【补偿训练
6、】(多选)已知月球表面附近的重力加速度是地球表面的重力加速度的,先后分别在月球和地球表面上高h处释放一个小球,空气阻力不计时,下列说法正确的是()A.在月球和地球上小球的下落快慢是一样的B.在月球和地球上小球的速度比为16C.小球在月球和地球上落地时的速度之比为1D.小球在月球和地球上的落地时间之比为1【解析】选C、D。因为在地球上重力加速度大,故在地球自由下落时和月球上下落时快慢程度不一样,故A项错误;根据自由落体运动规律可知,落地速度v= ,落地速度在高度相同的情况下与重力加速度的平方根成正比,故B项错误,C项正确;根据自由落体运动规律可知,下落所用时间t=,下落时间在下落高度相同的情况下
7、与重力加速度的平方根成反比,故D项正确。二、非选择题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(14分)某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验,实验装置如图甲所示,实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等。铁架台上端固定一个电磁铁,通电时,小钢球被吸在电磁铁上,断电时,小钢球自由下落。(1)先将光电门固定在A处,光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间t0,量出小球释放点距A的距离为h0,测出小钢球的直径d(d远小于 h0)。则小球运动到光电门处的瞬时速度v=_,当地的重力加速度g=_。(用题中所给字母表示)(2)若某次实验时光电计时器记录下小钢球
8、经过光电门的时间为0.5t0,请你判断此时光电门距A处的距离h=_。用(1)中所给字母表示(3)由于直尺的长度限制,该同学改测光电门位置与其正上方固定点P(图中未画出)之间的距离h,并记录小球通过光电门的时间t。移动光电门在竖直杆上的位置,进行多次实验。利用实验数据绘制出如图乙所示的图像,已知图像斜率为k,纵截距为b,根据图像可知重力加速度g=_。【解析】(1)小球通过光电门时的速度v=。根据v2=2gh,解得g=。(2)若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5t0,则通过光电门的速度变为原来的2倍,根据v2=2gh,知下落的高度变为原来的4倍,因为第一次固定在A处,第二次
9、求的是光电门与A的距离为h=3h0。(3)根据速度位移公式可知2gh=-,解得=h+解得g=答案:(1)(2)3h0(3)8.(16分)如图所示,水池正上方有一小球,球距水面h1=3.2 m,池水深h2=1.6 m,球从静止释放后落入水中做匀减速运动,到池底的速度恰好为零。(取g=10 m/s2)求:(1)小球运动的最大速度。(2)从开始到落到池底所用的时间。【解析】(1)小球下落到水面时速度最大,-0=2gh1即vm= m/s=8 m/s。(2)小球下落到水面的时间为t1,h1=g解得:t1= s=0.8 s在水池中做减速运动的加速度大小为a,由速度-位移关系有:0-=2ah2,减速运动的时
10、间为t2,0=vm-at2,由以上两式代入数据可解得:t2=0.4 s,运动时间t=t1+t2=1.2 s。答案:(1)8 m/s(2)1.2 s【补偿训练】宽为L的竖直障碍物上开有间距为d的矩形孔,其下沿离地高h=1.2 m,离地高H=2 m的质点与障碍物相距x。在障碍物以v0=4 m/s匀速向左运动的同时,质点自由下落,取g=10 m/s2。为使质点能穿过该孔。(1)L最大值是?(2)L=0.6 m时,x取值范围?【解析】小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间t1=0.2 s;小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间t2=0.4 s,则小球通过矩形孔的时间t=t2-t1=0.2 s,根据等时性
11、知,L的最大值为Lmax=v0t=40.2 m=0.8 m。x的最小值xmin=v0t1=40.2 m=0.8 mx的最大值xmax=v0t2-L=40.4 m-0.6 m=1 m。所以0.8 mx1 m。答案:(1)0.8 m(2)0.8 mx1 m (15分钟40分)9.(6分)(2019全国卷)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足()A.12B.23C.34D.45【解析】选C。对于初速度为0的匀加速直线运动,通过连续相等的各段位移所用的时间之比为t1t2t3t4tn=1(-1)(-
12、)(- )(-)。因不计空气阻力,则运动员原地垂直起跳扣篮的过程为匀减速直线运动。为便于计算,采用逆向思维法研究运动员下落的过程。因下落的过程为初速度为0的匀加速直线运动,则=2+,即34,故选项C正确。10.(6分)如图所示,在O点处有一点光源,MN为竖直屏,屏MN的垂线OM中点O处有一静止小球,释放小球,小球做自由落体运动,在屏上得到小球的投影点,则投影点做()A.匀速直线运动B.初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动C.初速度为零、加速度为2g的匀加速直线运动D.初速度不为零、加速度为2g的匀加速直线运动【解析】选C。根据图示,由数学知识可得:=,h=gt2,联立解得:x=2gt2,故初
13、速度为零、加速度为2g的匀加速直线运动,故C项正确,A、B、D项错误。11.(6分)(多选)如图所示,一个苹果从树上由静止开始做自由落体运动。经0.5 s 落到地面,重力加速度大小为10 m/s2。下列说法正确的是()A.该苹果下落前离地面的高度为1.25 mB.该苹果在0.10.2 s内的位移大小为0.25 mC.该苹果在0.2 s时的速度大小为2.5 m/sD.该苹果在0.20.3 s内的位移大小与在0.30.4 s 时间内的位移大小之比为57【解析】选A、D。苹果下落的高度为:h=gt2=100.52 m=1.25 m,故A正确;根据位移公式可得在0.1 s内的位移为:x1=g=100.
14、12 m=0.05 m,物体在0.2 s内的位移为:x2=g=100.22 m=0.20 m,所以该苹果在0.10.2 s内的位移大小为:x=x2-x1=0.20 m-0.05 m=0.15 m,故B错误;该苹果在0.2 s时的速度大小为:v=gt2=100.2 m/s=2 m/s,故C错误;苹果做匀加速直线运动,初速度为0,则在00.1 s内、0.10.2 s内、0.20.3 s内、0.30.4 s内的位移关系满足:x1x2x3x4=1357,所以该苹果在0.20.3 s内的位移大小与在0.30.4 s时间内的位移大小之比为57,故D正确。12.(22分)跳伞运动员做低空跳伞表演。他在离地面
15、224 m高处。由静止开始在竖直方向上做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞。以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降。为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5 m/s(g取10 m/s2)。(1)求运动员展开伞时离地面高度至少为多少?(2)求运动员在空中的时间至少是多少?【解析】(1)设运动员展开降落伞时速度为v,总高度为H则根据速度位移关系公式,有+=H解得:v=50 m/s故运动员展开伞时离地面高度h=H-=224 m- m=99 m。(2)运动员先加速随后减速到5 m/s,所花时间最短加速时间:t1= s=5 s减速时间:t2= s=3.6 s最短时间:t=t1+t2=8.6 s。答案:(1)99 m(2)8.6 s关闭Word文档返回原板块
