自由落体_自由落体计算

2020-02-28 其他范文 下载本文

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自由落体

一、选择题

1、一质点做匀加速直线运动,第三秒内的位移2 m,第四秒内的位移是2.5 m,那么,下列选项中不正确的是()A.这两秒内的平均速度是2.25 m/s;

B.第三秒末即时速度是2.25 m/s; C.质点的加速度是0.125 m/s;2

D.质点的加速度是0.5 m/s。

22、伽利略研究自由落体运动时,设计了钢球斜面实验,他在实验中用过的方法有()A.用秒表计时,并用刻度尺测量位移

B.改变斜面倾角,比较各种角度下值的大小

C.用电火花计时器打出纸带进行数据分析

D.用闪光照相法拍摄小球在不同时刻的位置,再进行数据分析

3、两位同学做一小实验来测定反应时间,一位同学用两手指捏住长木尺顶端零刻度处,第二位同学的一只手在,木尺的下端做捏住木尺的准备,但不碰到尺,当他看到第一位同学松手时,立即握住木尺,受握处的读数为取,则第二位同学的反应时间为(单位:s)()111] A.

B.

C.

D.

4、在一根轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿住绳上端的小球站在三层楼的阳台上,放手让小球自由下落,两球落地时间差为,如果站在四楼阳台上,重复上述实验,则两球落地时间差为,则()

V

A.=

B.>

C.

D.由于具体变量不知,无法比较

j5、近年来有一种测g值的方法叫“对称自由下落法”:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T2,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1,测得T1、T2和H,可求得g等于()2

A.

B.

C.

D.

2S6、一物体从高处自由下落,经2秒落地,则该物体下落1秒时,离地高度是()(g=10m/s)A、5米

B、10米

C、15米

D、18米

7、甲、乙两物体,甲的质量为4kg,乙的质量为2kg,不计空气阻力,甲从20m高处自由落下,1s后乙从同样高处自由落下,此后,在两物体落地之前,下列说法中正确的是()A.同一时刻甲的速度大 B.同一时刻两物体的速度相同

C.两物体从起点各自下落1m时的速度是相同的 D.落地之前甲和乙的高度之差不断增大

8、如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5、6„所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为下列判断错误的是(),每块砖的厚度为

。根据图中的信息,A.位置“1”是小球释放的初始位置

B.小球做匀加速直线运动

C.小球下落的加速度为

D.小球在位置“4”的速度为

9、一物体自楼顶平台上自由下落h1时,在平台下面h2处的窗口也有一物体自由下落,如果两物体同时到达地面,则楼高为()

A.h1+hB. C.

D.

10、小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.由此可知小球()

A.下落过程中的加速度大小约为

B.经过位置3时的瞬时速度大小约为2gT C.经过位置4时的瞬时速度大小约为

D.从位置1到4过程中的平均速度大小约为

211、物体做自由落体运动,经过1s通过全部高度的中点,那么物体开始所在位置距地面的高度为(取g=10m/s)()A.5m

B.10m C.20m D.30m12、自由落体运动的物体,它落到全程一半和落完全程所用的时间之比是()A.1:2 B.2:1 C.1:

D.

:113、将物体从空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,1s末物体的速率为9.8m/s,则此时物体的位置和速度方向是()

A.在A点上方,速度方向向下 B.在A点上方,速度方向向上 C.在A点,速度方向向下 D.在A点下方,速度方向向下

14、物体从距地面某高处开始做自由落体运动,若下落前一半路程所用的时间为t,则物体下落全程所用的时间为()A. B.4t

C.2t

D.

315、从高处释放一石子,经过0.5s,从同一地点再释放一石子,不计空气阻力.在两石子落地前,它们之间的距离()

A.保持不变 B.不断减小

C.不断增加 D.与两石子的质量有关

16、一个物体自距地面高为H的位置处自由下落(不计空气阻力),当它的速度到着地速度的一半时,它下落的高度为()

A.

B. H C. H

D.

17、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1.2m,那么它在第三段时间内的位移是()A.1.2m B.3.6m C.6.0m D.10.8m

二、多项选择

1、从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落,两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v,则下列说法正确的是

A.A上抛的初速度与B落地时速度大小相等,都是2v B.两物体在空中运动的时间相等

C.A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同

D.两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点

19、A、B两球用长为L的细线相连,现用提着B从一定高处由静止释放,A、B两球落地时间差为若再从稍高处自由释放,两球落地时间差为,速度差为,速度差为。,不计空气阻力,则()

A.

B.

C.

D.

20、从地面竖直上抛物体A,同时,在某高度处有一物体B自由落下,两物体在空中相遇时的速率都是v,则()A.物体A的上抛初速率是两物体相遇时速率的2倍 B.相遇时物体A已上升的高度和物体B已下落的高度相同 C.物体A和物体B落地时间相等 D.物体A和物体B落地速度相同

21、为了求高层建筑的高度,从楼顶上自由下落一光滑小石子,除了知道当地的重力加速度以外,还需要知道的一个量可以是

()

A.第一秒末的速度

B. 第一秒内的位移

C.最后一秒的位移

D..最后一秒的初速度

22、为了测定某建筑物的高度,从其顶上自由落下一光滑的小石子,除了知道当地的重力加

速度以外,还需要知道下述哪个量

()

A.第一秒的末速度

B.第一秒内的位移

C.最后一秒的位移

D.最后一秒的初速度

23、甲、乙两球从同一高度相隔1秒先后自由落下,在下落过程中()A.两球的距离始终不变

B.两球的距离越来越大 C.两球的速度差始终不变 D.两球的速度差越来越大

三、实验

24、如图所示,是利用闪光照相研究自由落体运动的示意图,小球由高空位置1自由下落,闪光器每隔一定的时间拍摄的照片中,共显示了四个球像,相邻两像间距依次为、、,重力加速度取。

(1)闪光时间

(2)拍摄第2个像时小球的速度为;

(3)拍摄第4个像时小球的速度为。

四、计算题

25、一石子从高楼房顶的边缘自由下落,经过底层楼的时间为0.15s,已知底层楼高为3m,求楼高多少米。(g取10m/s)

26、一个物体从45m高处自由下落,那么(1)该物体经多长时间落到地面?(2)最后1s的初速度是多少?

(3)在最后1s内通过的高度是多少?(g取10 m/s)

27、高处有一根竖直、长为2.5m的棍,在距棍的下端5m处有N点P,现在使棍自由落下,g取10m/s,求:(1)棍子刚刚到达P点时的速度是多大,(2)棍子全长通过P点需多长时间.

2228、如图所示,一滴雨滴从离地面的高度为,取,问:

高的楼房屋檐自由下落,下落途中用的时间通过一个窗口,窗口(1)雨滴落地的速度大小;

(2)雨滴落地前最后内的位移大小;

(3)屋檐离窗的上边框有多高?

29、一小球竖直向上抛出,先后经过抛出点的上方h=5m处的时间间隔△t=2s,则小球的初速度v0为多少?小球从抛出到返回原处所经历的时间是多少?

30、甲物体从阳台自由下落,已知物体在下落过程中最后2秒的位移是60m.(1)阳台离地面的高度; 最后1s的平均速度为多少;(3)若甲释放2s后,乙也从阳台释放,要甲、乙同时落地,需给乙多大的向下的初速度.

31、物体从某一高处自由下落,经过10s后着地,(已知g取10m/s)求:(1)物体下落的高度; 物体下落一半高度时的速度;(3)物体下落一半时间时的速度.

32、一颗小石头从某一高度处由静止自由下落,经过A点时的速度是10m/s,到达地面B点时的速度是30m/s..求:(1)小石头下落时的高度;

小石头从A点运动到B点的时间和A、B间的距离.

33、一个物体从离地面一定高度A点开始作自由落体运动,物体经B点到C点,已知B点的速度是C点速度的3/4,又BC间相距7米,求:AC间的距离。(g=10m/s)

34、一质点做匀加速直线运动,初速度为5m/s,加速度为3m/s.试求该质点:(1)第5s末的速度;(2)前5s内的位移;(3)第5s内的位移.

35、从离地面80m的空中自由落下一个小球,g取10m/s,求:(1)经过多长时间落到地面?

(2)自开始下落计时,在第1s内的位移大小、最后1s内的位移大小;(3)下落时间为总时间的一半时的位移大小和速度大小.36、跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面224m水平飞行时,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动.运动一段时间后,立即打开降落伞,展伞后运动员以12.5m/s的加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s(取g=10m/s).求:(1)运动员展伞时,离地面的高度至少为多少?(2)运动员在空中的最短时间为多少?

37、屋檐上每隔一定时间T滴下一滴水,当第5滴水正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿,如图所示,问:(1)滴水的时间间隔T是多少?(2)此屋檐离地面多高?(g=10m/s)

222

238、如图所示是某晚报报道香港新建成的一种让人体验自由落体的跳楼机,其中列出了一些数据供参考:(A)总高度60m;(B)限载12人;(C)最大时速45英里(1英里=1609m,此速度相当于20m/s).根据以上信息估算:(1)跳楼机下落的总时间至少为多少;

(2)跳楼机先做自由落体运动,紧接着做匀减速运动,则减速过程中的最大加速度是多少.

39、跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面125m时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3m/s的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为5m/s,问:(1)运动员打开降落伞时的速度多大?(2)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?

(3)运动员离开飞机后,经过多少时间才能到达地面?(取g=10m/s)

40、有一条竖直悬挂起来的长为4.2m的细杆AB,在杆的正下方离B端0.8m的地方有一个水平放置的圆环C,若让杆自由下落(g=10m/s)求:

(1)杆从下落开始,上端A及下端B到达圆环所经历的时间;(2)AB杆通过圆环的过程中所用时间.

222

参考答案

一、选择题

1、D

【解析】本题考查自由落体运动的知识,意在考查学生的理解能力。

自由落体运动时初速度为零加速度为g的匀加速直线运动,与物体质量无关,选项A正确;甲落地时乙距离地面的距离h=2H-H=H,选项B正确;甲落地时的速度与乙速度相同,故有,解得v=,选项C正确;根据和,解得时间之比为,选项D错误。综上本题选D。

2、B 【解析】

考点:自由落体运动

【名师点睛】伽利略对自由落体规律的研究为我们提供正确的研究物理的方法、思路、理论,他创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。

3、C 【解析】

试题分析:第一位同学松手时木尺做自由落体运动,由题知道木尺下落的高度为,设下落时间为,则,由考点:自由落体运动 得,故C正确。【名师点睛】本题是实际问题,考查应用物理规律分析研究实际问题的能力,要注意不能把0.55m当作木尺下落的高度。

4、C 【解析】本题考查了自由落体运动等知识点,意在考查考生的应用能力。

设绳子长度为L,站在三层楼的阳台上,放手让小球自由下落,设第一个个小球落地时的速度为,第二个小球落地时的速度,两球落地时间差,站在四楼阳台上,重复上述实验,对应小球落地时的速度为和,两球落地时间差,因为得

5、C 【解析】本题考查了竖直上抛运动、自由落体运动等知识点,意在考查考生的理解能力和应用能力。

根据运动的对称性可知小球由O点抛出到最高点运动的时间为,则自O点抛出到最高点运动的距离为;小球由P点至最高点所用的时间为,则自P点抛出到最高点运动的距离为再由题意可得H=

6、C

7、ACD

8、A,解得,选项ABD错误;选项C正确。综上本题选C。

9、解:设楼高为H,由题得到

﹣=

解得H=故选D 10

10、解:根据△x=d=aT得,下落过程中的加速度a=

2.故A错误.

B、经过位置3的瞬时速度等于2、4段的平均速度,则.故B错误.

C、根据速度时间公式得,通过位置4的瞬时速度.故C正确.

D、从位置1到4过程中的平均速度大小故选:C.

.故D错误.

11、解:1s内下降的高度则物体开始所在位置距离地面的高度h=2h1=2×5m=10m. 答:物体开始所在位置距离地面的高度为10m.

12、解:设总位移为2h,前一半位移,有,h=gt 2全部位移,有

2h=gT解得:T=2t;

; 故到全程的一半和全程所用的时间之比是1:故选:C.

13、解:取竖直向上方向正方向.

A、若物体此时的位置在A点上方,速度方向向下,v=﹣9.8m/s,由公式v=v0﹣gt得,v0=0,与题干条件不符.故A错误.

B、若物体此时的位置在A点上方,速度方向向上,v=9.8m/s,由公式v=v0﹣gt得,v0=20m/s,是可能的,故B正确. C、若物体此时的位置正在A点,速度方向向下,v=﹣9.8m/s,由公式v=v0﹣gt得,v0=0,与题干条件不符.故C错误.

D、若物体做自由落体运动,1s后物体的速率v=gt=9.8m/s,而题中物体做竖直上抛运动,物体先向上做匀减速运动,1s后物体的速率变为9.8m/s,此时物体的位置不可能在A点的下方,否则速率必小于9.8m/s.故D错误.故选:B14、解:设总位移为2h,前一半位移,有

h=

全部位移,有

2h=解得:t′=故选A.

15、解:设落地前第一个小石子运动的时间为t,则第二个小石子运动的时间为t﹣0.5s,根据位移时间公式得:

h1=

h2=

△h=h1﹣h2=gt﹣

所以随着时间的增大,两粒石子间的距离将增大,C正确 故选C.

16、解:设物体落地时的速度大小为v. 由v﹣v0=2gx得 v﹣0=2gH ① 222﹣0=2gh ②

由①②解得:h= 故选:D17、解:根据自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,从静止开始相等时间间隔内的位移之比为:1:3:5得: 它在第三段时间内的位移为:s3=5×s1=5×1.2m=6m 12 故选C

二、多项选择

18、AC 【解析】

考点:竖直上抛和自由落体

【名师点睛】本题涉及两个物体运动的问题,关键要分析两物体运动的关系,也可以根据竖直上抛运动的对称性理解。

19、BC 【解析】

考点:自由落体运动

【名师点睛】解决本题的关键通过一球落地后,另一球运动的位移不变,等于绳子的长度,根据初速度的大小,判断出两球落地的时间差的变化。20、AD 【解析】本题考查了竖直上抛运动、自由落体运动等知识点,意在考查考生的应用能力。

7810529设A竖直上抛时的初速度为vA,两物体在空中相遇时的速率都是v,对A有v=vA-,对B有v=,解得vA=2v,选项A正确;相遇时物体A已上升的高度,B已下落的高度所以,相遇时物体A已上升的高度是物体B已下落高度的3倍,选项B错误;由初速度为零的匀加速直线运动,连续相等时间内的位移比为1:3:5得,A继续上升时间为t,B继续下落时间为t,所以物体A落地总时间

=4t,而B落地时间,选项C错误;有运动的对称性可知物体A落地速度大小为2v,B落地时的速度也为2v选项D正确。综上本题选AD。

21、CD

22、CD

23、解:A、设乙运动的时间为t,则甲运动时间为t+1,则两球的距离S=错误,B正确.

C、甲乙两球均做加速度为g的自由落体运动,速度之差为△v=g(t+1)﹣gt=g,保持不变.故C正确,D错误. 故选:BC.

=gt+,可见,两球间的距离随时间推移,越来越大,故A

三、实验,探究题

24、(1);(2);(3)

【解析】

考点:自由落体运动

【名师点睛】本题考查了自由落体运动的相关规律。

四、计算题

25、【解析】本题考查自由落体运动的知识,意在考查学生的应用能力。

26、(1)

(2)

(3)

【解析】本题考查自由落体运动的知识,意在考查学生的应用能力。

(1)由得物体下落到地面的时间为

(2)物体最后1s的初速度即为2s末的速度

(3)在最后1 s内通过的高度是H为:

27、自由落体运动.

【分析】(1)根据自由落体运动位移速度公式即可求解;(2)木棒做自由落体运动,整个木棒经过P点所用的时间等于木棒的上端到达P点的时间减去木棒下端到达P点的时间.

【解答】解:(1)根据2gh=v得: 2棍子刚刚到达P点时的速度v=

(2)木棒可视为做自由落体运动,根据h=得:

木棒上端到达P点的时间为t1=s=s 下端到达P点的时间为t2=

则整个木棒经过P点所用的时间为:△t=t1﹣t2=(答:(1)棍子刚刚到达P点时的速度是10m/s,)s.

(2)棍子全长通过P点需()s时间.

28、(1)【解析】 ;(2);(3)

考点:自由落体运动

【名师点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式。

29、竖直上抛运动.

【分析】(1)小球加速度保持不变,故可对全程分析,由速度公式可求得速度.由速度公式可求得落地经历的时间; 【解答】解:小球先后经过A点的时间间隔为:△t=2 s,则上升过程中的时间为:t1==1s,小球在A点处的速度为:vA=gt1=10 m/s;

在OA段根据公式有:v22A﹣v0=﹣2gs 得:v0=10 m/s;

小球从O点上抛到A点的时间为:

t2== s=(﹣1)s 根据对称性,小球从抛出到返回原处所经历的总时间为:

t=2(t1+t2)=2 s.

答:小球的初速度v0为10 m/s,小球从抛出到返回原处所经历的时间是2 s.

【点评】本题要注意应用全程进行分析,因为小球的往返过程中加速度保持不变,故可以看作是同一个运动.30、自由落体运动.

【分析】(1)根据自由落体运动的位移时间公式表示出最后2s内的位移,列出等式求解. 求出最后1s的位移,根据平均速度等于位移除以时间求解;(3)同时落地,则乙比甲少运动2s,根据位移相等列式即可求解. 【解答】解:(1)设运动的总时间为t,则

最后2s内的位移为:h=gt﹣g(t﹣2)=60m 解得:t=4s 22所以总高度:H=gt=×10×16m=80m 2最后1s的位移x=gt﹣g(t﹣1)=35m 22则平均速度

(3)甲释放2s后,乙也从阳台释放,要甲、乙同时落地,则乙运动的时间为t′=4﹣2=2s 乙做匀加速运动,则h=

解得:答:(1)阳台离地面的高度为80m; 最后1s的平均速度为35m/s;

(3)若甲释放2s后,乙也从阳台释放,要甲、乙同时落地,需给乙30m/s的向下的初速度.

【点评】本题主要考查了自由落体运动的位移时间公式的直接应用,知道平均速度等于位移除以时间,难度不大,属于基础题.

31、自由落体运动.

【分析】(1)根据自由落体运动位移时间公式即可求解; 根据自由落体运动位移速度公式即可求解;(3)根据自由落体运动速度时间公式即可求解.

【解答】解:(1)h=根据2gh′=v得:

2v=

(3)物体下落一半时间时的速度v1=gt1=10×5m/s=50m/s 18 答:(1)物体下落的高度为500m;物体下落一半高度时的速度为70.7 m/s;(3)物体下落一半时间时的速度为50 m/s.

【点评】该题主要考查了自由落体运动基本公式的直接应用,难度不大,属于基础题.

32、自由落体运动.

【分析】(1)根据自由落体运动求运动的下落高度

根据匀变速直线运动的速度公式求AB间的时间,速度位移关系求AB间的位移.

【解答】解(1)设小石头下落时的高度为H.由

得 H=45m

设小石头在A、B间运动的时间为t1,A、B间的距离为h.

由运动学公式

得:

答:(1)小石头下落时的高度45m;

小石头从A点运动到B点的时间2s和A、B间的距离40m.

【点评】熟练掌握自由落体运动的速度时间关系、速度位移关系是解决本题的关键.

33、16m34、解:(1)第5s末的速度:v5=v+at5 代入数据得:V5=20m/s

(2)前5s内的位移为:(3)第4s末的速度为:v4=v0+at4 代入数据得:V4=17m/s

第5s内的位移为:

代入数据得:s′5=18.5m 答:(1)第5s末的速度为20m/s;(2)前5s内的位移为60.25m;(3)第5s内的位移为18.5m.

35、解:(1)由自由落体运动规律:„„„„„„„„„„„„(2分)

得物体下落到地面的时间为:s„„„„„„„(2分)

(2)在第1s内的位移:最后1s内的位移由h1:h4=1:7

m„„„„„„„„„„(2分)

得最后1s内的位移大小:时,m„„„„„„„„„„(2分)(3)下落时间为总时间一半t2=2s位移大小:m„„„„„„„„„„„„„(1分)

速度大小:v′=gt=10×2m/s=20m/s„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1分)

36、解:设运动员未开伞自由下落的时间为t1,开伞后做匀减速运动的时间为t2 以向下为正方向,则匀减速时的加速度为:a=﹣12.5m/s 在临界情况下,运动员将以5m/s的速度着落. 所以有速度关系:vt=gt1+at2=10t1﹣12.5t2=5 „①

220 自由下落的高度:h1==5t1„②

2展开伞时离地高度(即减速下落的高度):h2=gt1t2+位移关系:h1+h2=224 „④

联合①②③④式可解得:t1=5s,t2=3.6s,h1=125m,h2=99m. 所以运动员展开伞时离地高度至少应为99m 运动员在空中的最短时间是:t=t1+t2=8.6s 答:(1)运动员展开伞时,离地面的高度至少99m(2)运动员在空中的最短时间是8.6s

=10t1t2﹣„③

37、(1)设滴水的时间间隔为T,知窗子的高度等于自由下落3T内的位移减去2T内的位移.有:

g(3T)﹣2g(2T)=1

2解得 T=0.2s

故滴水的时间间隔T是0.2s.

(2)水从屋檐下落到地面的时间t=4T.

h=g(4T)=3.2m 2故屋檐离地面的高度为3.2m.

38、解:(1)跳楼机先做自由落体运动至最大时速后立即做匀减速运动,落地时速度恰好减少为零,此种情况对应的时间最短,全程的平均速度=vm=10 m/s,根据H=得,最短时间tmin==6 s.

(2)自由下落时间t1= = s=2 s,故减速过程的最短时间t2=tmin﹣t1=4 s,最大加速度am===5 m/s.

2答:(1)跳楼机下落的总时间至少为6s;(2)减速过程中的最大加速度是5 m/s.

39、解:(1)运动员打开降落伞时速度设为v0,由位移速度关系式: ﹣2ah=v﹣v0 2

22得:

(2)运动员自由下落高度设为h0,则由: 2gh0=v0 2得:

运动员离开飞机时距地面的高度:

H=h0+h=305m

(3)运动员自由下落时间:

打开降落伞后运动时间:运动员离开飞机后,到达地面总时间

t=t1+t2=9.85s

答:(1)运动员打开降落伞时的速度为60m/s;(2)运动员离开飞机时距地面的高度为305m;

(3)运动员离开飞机后,经过9.85s时间才能到达地面.

40、解:(1)杆做自由落体运动,杆的B点通过圆环的时间为tB: 则HBC=g

解得:tB==0.4s 杆的A点通过圆环的时间为tA:

则HAC=g

解得:tA==1.0s(2)因此杆通过圆环的过程中所用的时间t=tA﹣tB=1.0s﹣0.4s=0.6s 答:(1)B过环的时间是0.4s,A过环的时间是1s;(2)AB过环的时间是0.6s.

自由落体

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