1、自由落体运动1关于物体的运动是否为自由落体运动,以下说法正确的是()A只有质量大的物体从静止开始下落的运动才可以看成自由落体运动B只有质量很小的物体在空中下落的运动才可看成自由落体运动C在忽略空气阻力的情况下,任何物体在空中下落时的运动都可以看成自由落体运动D熟透的苹果从树枝上自由下落的运动可被视为自由落体运动解析:选D自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,与物体的质量大小无关,A、B错误;忽略空气阻力,若物体下落的初速度不为零,则物体下落的运动不是自由落体运动,C错误;熟透的苹果从树枝上自由下落的运动过程中,空气阻力较小可以忽略,故该运动可被视为自由落体运动,D正确。2伽利略
2、曾说过:“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的。”他在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有()A倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比B倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比C斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关解析:选A伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动,位移与时间的二次方成正比,并证明了速度随时间均匀变化,故A正确,B错误;若斜面光滑,长度一定时,倾斜角越大,斜面顶端高度越大,小球在斜面顶端的重力势能越大,滚到底
3、端的动能越大,速度越大,故C错误;斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小,故D错误。3唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景。如果三尺为1 m,则水落到地面的速度约为(设初速度为零,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2)()A100 m/sB140 m/sC200 m/s D300 m/s解析:选B下落高度h1 000 m,由v22gh,解得v141 m/s,B项正确。4中国计划在2030年前后登月,向全国中学生征集太空小实验,某同学设计让宇航员登上月球后,在登月舱外由某一高度同时释放一个氢气球和铅球。若铅球与氢气球大小相同,则按我
4、们所学的知识,理应观察到的现象是()A氢气球将加速上升,铅球加速下落B氢气球和铅球都下落,铅球先落到月球表面C氢气球和铅球都下落,氢气球先落到月球表面D氢气球和铅球都下落,且同时落到月球表面解析:选D月球上没有空气,故登月舱外为真空,氢气球和铅球都做自由落体运动,在月球上的重力加速度相同,且两者下落的高度相同,故下落时间相同,故A、B、C错误,D正确。5“探究自由落体运动的规律”实验过程中拍摄的频闪照片如图所示(照片中的数字是小球落下的距离,单位为cm),为了根据照片测量当地的重力加速度,一定要记录的是()A小球的直径B小球的质量C频闪光源的频率D小球初速度为零的位置解析:选C根据xgT2得,
5、重力加速度g,可知为了测量当地的重力加速度,需要记录频闪光源的频率,故C正确,A、B、D错误。6某同学为估测一教学楼的总高度,在楼顶将一直径为2 cm的钢球由静止释放,测得通过安装在地面的光电门数字计时器的时间为0001 s,由此可知教学楼的总高度约为(不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2)()A10 m B20 m C30 m D40 m解析:选B钢球通过光电门的速度为v20 m/s,由v22gh,可得h20 m,B正确。7长为5 m的竖直杆下端距离一个竖直圆筒口为5 m,若这个圆筒长也为5 m,让这根杆竖直自由下落,它通过圆筒的时间为(取g10 m/s2)()A s B(1)sC(1
6、)s D(1)s解析:选B根据hgt2,从竖直杆自由下落到下端运动到圆筒上沿的时间t1 s1 s。竖直杆自由下落到竖直杆的上端离开圆筒下沿的时间t2 s s。则竖直杆通过圆筒的时间tt2t1(1)s,选项B正确,选项A、C、D错误。8石块A自塔顶自由下落h1时,石块B自距塔顶h2处自由下落,后来两石块同时到达地面,由此可知塔高为()Ah1h2 BC D解析:选B设塔高为h,石块A自塔顶下落h1的时间为t1 ,石块A自塔顶下落h的时间t1 。石块B自距塔顶h2处下落的时间为t2 ,可知石块A继续下落的时间等于t2,则有t2t1t1,解得h,B正确。9嫦娥四号探测器成功发射,开启了人类登陆月球背面
7、的探月新征程,距离实现载人登月更近了一步。若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人,而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度h20 m时,下落的时间正好为t5 s。则:(1)月球表面的重力加速度g月为多大?(2)小球下落过程中,最初2 s内和最后2 s内的位移之比为多大?解析:(1)根据hg月t2,代入数据解得g月16 m/s2。(2)小球下落过程中的5 s内,从第1 s到最后1 s,每1 s内的位移之比为13579,则最初2 s内和最后2 s内的位移之比为(13)(79)14。答案:(1)16 m/s2(2)1410
8、取一根长2 m左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘,在线端系上第一个垫圈,隔12 cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm,如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘。松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈()A落到盘上的声音时间间隔越来越大B落到盘上的声音时间间隔相等C依次落到盘子的速率关系为12D依次落到盘上的时间关系为1(1)()(2)解析:选B松手后4个垫圈同时做自由落体运动,可以看成一个垫圈自由下落,在连续相等时间内的位移之比为1357,由初始时各垫圈的间距知各垫圈落到盘上的时间间隔相等,故A
9、错误,B正确;因为各垫圈落到盘上的时间间隔相等,则各垫圈依次落到盘上的时间之比为1234,根据vgt可知,速率之比为1234,故C、D错误。11多选若一物体从某星球表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的xt图像如图所示,则()A该星球表面的重力加速度为16 m/s2B该物体上升的时间为10 sC该物体被抛出时的初速度为8 m/sD该物体落到该星球表面时的速度为16 m/s解析:选AC由题图可知物体上升的最大高度为20 m,上升时间为5 s,由hgt2,解得g16 m/s2,A正确,B错误。根据vgt8 m/s,可知C正确,D错误。12多选某同学在一废弃矿井的井口每隔05 s由静止释放一个石子,当
10、第7个石子刚开始释放时,第1个石子恰好到达井底,不计空气阻力,g10 m/s2,则下列说法正确的是()A矿井深度为6125 mB当第1个石子恰好到达井底时,第1个石子与第2个石子之间的距离达到最大值C当第1个石子恰好到达井底时,第3个和第5个石子之间的距离为15 mD当第1个石子恰好到达井底时,第4个石子的瞬时速度为15 m/s解析:选BCD由题意可知第一个石子下落到井底用时为t(71)05 s3 s,石子做自由落体运动,根据自由落体运动位移与时间关系式可得矿井深度hgt21032 m45 m,故A错误;根据自由落体运动规律可得,下落石子之间的距离之比为x67x56x45x34x23x1213
11、57911,所以第1个石子恰好到达井底时与第2个石子之间的距离达到最大值,故B正确;当第1个石子恰好到达井底时,第三个石子下落的时间为2 s,第五个石子下落的时间为1 s,则两者的距离h35h3h5g(t32t52)10(2212)m15 m,故C正确;当第1个石子恰好到达井底时,第4个石子下落的时间为15 s,第4个石子的瞬时速度v4gt41015 m/s15 m/s,故D正确。13多选科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图
12、中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g10 m/s2)()A水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tABtBCtCDB间歇发光的间隔时间是 sC水滴在相邻两点之间的位移满足xABxBCxCD135D水滴在各点速度之比满足vBvCvD149解析:选BC若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,看到水滴似乎不再下落,知相邻两个点的时间间隔相等。根据xgt2,则t s s,故A错误,B正确;初速度为零的匀变速直线运动,在相邻相等时间内的位移之比为135,故C正确;根据vgt得,vBvCvD123,故D错误。14空降兵某部官兵使用新装备进行超低空跳伞,
13、若跳伞空降兵在离地面224 m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞,以125 m/s2的平均加速度匀减速下降,为了空降兵的安全,要求空降兵落地速度最大不得超过5 m/s(g取10 m/s2)。(1)空降兵打开降落伞时离地的高度至少为多少米?(2)如果空降兵落地的速度等于5 m/s,相当于从多高的地方做自由落体运动?解析:(1)设空降兵做自由落体运动的高度为h时速度为v,此时打开伞开始匀减速运动,落地时速度刚好为5 m/s,这种情况空降兵在空中运动的时间最短,则有v22gh,vt2v22a(Hh)代入数据解得h125 m,v50 m/s为使空降兵安全着地,他展开伞时的高度至少为Hh224 m125 m99 m。(2)当空降兵落地速度为5 m/s时,相当于从h高处做自由落体运动,则h m125 m。答案:(1)99 m(2)125 m