高中物理 第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究 專題2.5 自由落體運(yùn)動重點(diǎn)回眸學(xué)案 新人教版必修1.doc

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5．自由落體運(yùn)動 （一）重點(diǎn)知識回眸 一．運(yùn)動模型 1．物體做自由落體運(yùn)動的條件 (1)初速度為零． (2)除重力之外不受其他力的作用． 2．自由落體運(yùn)動是一種理想化的運(yùn)動模型 在實(shí)際中物體下落時由于受空氣阻力的作用，物體并不是做自由落體運(yùn)動，當(dāng)空氣阻力比重力小得多，可以忽略時，物體的下落可以當(dāng)做自由落體運(yùn)動來處理． 二、運(yùn)動規(guī)律 1．基本規(guī)律 (1)速度公式：vt＝gt (2)位移公式：h＝gt2，h＝t 2．重要推論 (1)＝v＝＝. (2)Δh＝gT 2. 3．關(guān)于自由落體運(yùn)動的幾個比例關(guān)系式 (1)第1 s末，第2 s末，第3 s末，…第n s末速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n. (2)前1 s內(nèi)，前2 s內(nèi)，前3 s內(nèi)，…，前n s內(nèi)的位移之比為h1∶h2∶h3∶…∶hn＝1∶4∶9∶…∶n2. (3)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比為hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)． (4)連續(xù)相等位移上所用時間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(－1)∶(－)∶…∶(－)． （二）精品同步練習(xí) 第Ⅰ部分 選擇題 一、選擇題：本題共8小題。將正確答案填寫在題干后面的括號里。 1．自由落體運(yùn)動是(　　) A．物體不受任何作用力的運(yùn)動 B．物體在真空中的運(yùn)動 C．加速度為g的豎直下落運(yùn)動 D．初速度為零、加速度為g的豎直下落運(yùn)動 【答案】D 【解析】根據(jù)自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)知，自由落體運(yùn)動是初速度為零、加速度為g的豎直下落運(yùn)動，D正確。 2．關(guān)于自由落體運(yùn)動的加速度g，下列說法中正確的是(　　) A．重的物體g值大 B．同一地點(diǎn)，輕、重物體的g值一樣大 C．g值在地球上任何地方都一樣 D．g值在赤道處大于北極處 【答案】B 【解析】g值與物體輕重?zé)o關(guān)，A錯誤，B正確；g值在地球上不同地方大小不同，在赤道處小于北極處，C、D錯誤。 3．關(guān)于自由落體運(yùn)動，下列說法正確的是(　　) A．物體從靜止開始下落的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動 B．如果空氣阻力比重力小得多，空氣阻力可以忽略不計，這時由靜止開始下落的運(yùn)動可以 看做自由落體運(yùn)動 C．跳傘運(yùn)動員從飛機(jī)上由靜止開始下落，打開降落傘以前的運(yùn)動看做自由落體運(yùn)動，打開 降落傘以后的運(yùn)動不是自由落體運(yùn)動 D．一雨滴從屋頂落下，途中經(jīng)過一個窗子，雨滴經(jīng)過窗子的這一段運(yùn)動是自由落體運(yùn)動 【答案】BC 4．從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間，兩位同學(xué)合作，用刻度尺可測得人的反應(yīng)時間：如圖甲所示，A握住尺的上端，B在尺的下部做握尺的準(zhǔn)備(但不與尺接觸)，當(dāng)看到A放開手時，B立即握住尺，若B做握尺準(zhǔn)備時，手指位置如圖乙所示，而握住尺時的位置如圖丙所示，由此測得B同學(xué)的反應(yīng)時間約為(　　) A．2.0 s　　　　　　　　　　B．0.3 s C．0.10 s D．0.4 s 【答案】B 【解析】反應(yīng)時間就是刻度尺自由下落的時間，應(yīng)用自由落體運(yùn)動的規(guī)律即可求解。根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律x＝gt2得反應(yīng)時間t＝，將x＝(60.00－20.00) cm＝0.40 m，g取 9.8 m/s2代入得t＝s≈0.3 s，B正確。 5．在不同高度同時釋放兩個鉛球(不計空氣阻力)，則在均未落地前，兩者(　　) ①在任一時刻具有相同的加速度、位移和速度 ②落地的時間間隔取決于兩鉛球釋放時的高度 ③在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)位移之比都為1∶4∶9 ④兩鉛球的距離和速度差都越來越大 A．只有①②正確 　　B．只有①②③正確 C．只有①③④正確 D．①②③④都正確 【答案】A 6．如圖所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運(yùn)動過程中每次曝光的位置，連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T，每塊磚的厚度為d。根據(jù)圖中的信息，下列判斷正確的是(　　) A．位置“1”是小球釋放的初始位置 B．小球做勻加速直線運(yùn)動 C．小球下落的加速度為 D．小球在位置“3”的速度為 【答案】BCD 7．為了測得一樓房的高度，某同學(xué)讓一粒石塊從樓頂自由落下，測出下列哪個量就可以求出樓房的高度(　　) A．僅測出石塊下落到地面的總時間 B．僅測出石塊落地時的速度 C．僅測出石塊落地前的最后1 s內(nèi)的位移 D．以上說法都不對 【答案】ABC 【解析】設(shè)樓高為H，根據(jù)H＝gt2知，A正確；根據(jù)v2＝2gH，H＝，B正確；若知道石塊在最后1 s內(nèi)的位移，可求石塊落地時的速度，然后再求樓高。在最后1 s內(nèi)，x＝t＝t＝1＝，v＝x＋，代入H＝，可得樓房的高度，C正確。 8．四個小球在離地面不同高度處同時由靜止釋放，不計空氣阻力，從開始運(yùn)動起每隔相等的時間間隔，小球依次碰到地面。下圖中，能反映出剛開始運(yùn)動時各小球相對地面的位置的是(　　) 【答案】C 第Ⅱ部分非選擇題 二、非選擇題：本題4個小題。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上，或按題目要求作答。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 9．用“滴水法”可以測量重力加速度g，具體操作方法是： (1)將一只空鐵皮水桶倒置在水龍頭的正下方，可以十分清晰地聽到水滴滴到桶底上的聲音。細(xì)心地調(diào)整水龍頭的閥門或水桶的高度，使得后一個水滴離開水龍頭的同時，恰好聽到前一個水滴撞擊桶底的聲音。 (2)聽到某次響聲時開始用秒表計時，并數(shù)“0”，以后每聽到1次響聲就順次加1，數(shù)到“100”時停止計時。 (3)用尺子量出水龍頭滴水處到桶底的高度。 如果停止計時的時候，秒表上的讀數(shù)是50 s，水龍頭滴水處到桶底的高度為122.5 cm，請你根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)及其數(shù)據(jù)，計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______。 【答案】9.8 m/s2 【解析】水滴的運(yùn)動可以視為自由落體運(yùn)動，水滴從水龍頭落到桶底的時間t＝ s＝0.5 s，由公式x＝gt2得g＝＝m/s2＝9.8 m/s2。 10．圖中甲、乙兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計時器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)頻率為50 Hz。 (1)甲、乙兩圖相比較，哪個圖所示的裝置更合理？ (2)丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中打出的第一個點(diǎn)標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5、……經(jīng)測量，第15至第17點(diǎn)間的距離為11.70 cm，第1至第16點(diǎn)間距離為43.88 cm，則打下第16個點(diǎn)時，重物下落的速度大小為________ m/s，測出的重力加速度值為g＝________ m/s2(要求保留三位有效數(shù)字)。 【答案】(1)甲　(2)2.93　9.78(9.75也正確) 【解析】(1)甲圖容易保持紙帶豎直，且可以使紙帶由靜止開始運(yùn)動，能更有效地減小摩擦力，故甲圖所示裝置更合理。 11．跳傘運(yùn)動員做低空跳傘表演，他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動，當(dāng)距離地面125 m時打開降落傘，傘張開后運(yùn)動員就以14.3 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動，到達(dá)地面時的速度為5 m/s，取g＝10 m/s2。問： (1)運(yùn)動員離開飛機(jī)時距地面的高度為多少？ (2)離開飛機(jī)后，運(yùn)動員經(jīng)過多長時間才能到達(dá)地面？ 【答案】(1)305 m　(2)9.85 s 【解析】(1)設(shè)自由下落高度為h，則此時速度為v1＝ 打開傘減速運(yùn)動時滿足：－＝2aΔh 式中v2＝5 m/s，a＝－14.3 m/s2，Δh＝125 m 解得h＝180 m 所以總高度為H＝h＋Δh＝（180＋125）m＝305 m （2）第一過程經(jīng)過的時間是t1＝＝6 s 第二過程經(jīng)過的時間是t2＝＝ s≈3.85 s 所以總時間為t＝t1＋t2＝9.85 s 12．在離地面7.2 m處，手提2.2 m長的繩子的上端如圖所示，在繩子的上下兩端各拴一小球，放手后小球自由下落(繩子的質(zhì)量不計，球的大小可忽略，g＝10 m/s2)求： (1)兩小球落地時間相差多少？ (2)B球落地時A球的速度多大？ 【答案】(1)0.2 s　(2)10 m/s