2021学年4 自由落体运动图文ppt课件

课后素养落实(七)　自由落体运动

(建议用时：40分钟)

◎题组一　自由落体运动的理解

1．下列说法正确的是(　　)

A．初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动

B．仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动

C．物体在重力和空气阻力作用下从静止开始下落的运动才是自由落体运动

D．当空气阻力可以忽略不计时，物体从静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动

D　[自由落体运动的条件：只受重力，初速度v0＝0，A、B、C错误；若空气阻力可以忽略不计，物体由静止开始自由下落的运动可以当成自由落体运动来处理，D正确。]

2．1971年发射的阿波罗15号飞船把一辆月球车送上月球，美国航天员做了一个落体实验：在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤(月球上没有空气)，如图所示，出现的现象是(　　)

A．羽毛先落地，铁锤后落地

B．铁锤先落地，羽毛后落地

C．铁锤和羽毛都做自由落体运动，重力加速度为9.8 m/s2

D．铁锤和羽毛都做自由落体运动，同时落地

D　[月球上没有空气，铁锤和羽毛由静止释放只受重力作用，他们都做自由落体运动，同时落地，故D正确。]

3．在真空中，将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是(　　)

A　　　　　B　　　　C　　　　　D

C　[在真空中物体只受重力作用，且从静止开始下落，满足自由落体运动条件，故a＝g，又h＝gt2，由于苹果和羽毛从同一高度同时下落，则任意时刻都在同一高度，且是加速，所以频闪间距不断变大，选项C正确。]

◎题组二　自由落体运动规律的应用

4．关于自由落体运动，下列说法正确的是    (　　)

A．速度变化得越来越快

B．在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1∶4∶9

C．第1 s末、第2 s末、第3 s末的速度大小之比是1∶2∶3

D．物体的质量越大，加速度越大

C　[物体自由落体的加速度为g，大小不变，A、D错误；由v＝gt可得，v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，C正确；从开始运动三个连续1 s内通过的位移之比为1∶3∶5，B错误。]

5．一条悬链长5.6 m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力。则整条悬链通过悬点正下方12.8 m处的一点所需的时间是(g取10 m/s2)(　　)

A．0.3 s　　 B．0.4 s

C．0.7 s   D．1.2 s

B　[设悬链的长度为L，从悬点至悬点正下方12.8 m处的一点的高度为h，经t1悬链的下端经过该点，经t2悬链的上端经过该点，则h－L＝gt，得t1＝＝ s＝1.2 s，h＝gt，得t2＝＝ s＝1.6 s，则Δt＝t2－t1＝0.4 s，故B正确。]

6．甲、乙两物体分别从高10 m处和高20 m处同时由静止自由下落，不计空气阻力，下面几种说法中正确的是(　　)

A．乙落地速度是甲落地速度的2倍

B．落地的时间甲是乙的2倍

C．下落1 s时甲的速度与乙的速度相同

D．甲、乙两物体在最后1 s内下落的高度相等

C　[根据v＝可知，落地时乙的速度是甲落地速度的倍，故A错误；根据t＝，落地的时间乙是甲的倍，故B错误；根据v＝gt可知，下落1 s时甲的速度与乙的速度都为10 m/s，故C正确；甲、乙两物体下落的时间不同，最后一秒的初速度不同，所以最后1 s下落的距离不相等，故D错误。]

◎题组三　伽利略对自由落体运动的研究

7．如图所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是(　　)

A．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论

B．其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论

C．运用甲图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显

D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显

A　[伽利略探究自由落体运动时，让小球从斜面上滚下，此时可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后合理外推到斜面竖直的状态，故正确选项为A。]

◎题组四　自由落体运动的实验探究

8．如图所示，为小球自由下落过程中，用频闪照相的方法获得的轨迹的一部分，结合照片与实物的比例可知计数点1、2之间的实际距离为7.65 cm，2、3之间的实际距离为8.73 cm，已知每次闪光的时间间隔为 s，则小球运动到计数点2时的瞬时速度为________，小球下落的重力加速度为________。

[解析]　已知小球做自由落体运动，故其运动遵循匀变速直线运动的规律，所以小球运动到计数点2时的瞬时速度

v2＝＝＝＝m/s＝2.457 m/s。

由Δx＝gT2得g＝，

故小球下落的重力加速度g＝＝m/s2＝9.72 m/s2。

[答案]　2.457 m/s　9.72 m/s2

9．用滴水法可以测定重力加速度的值。方法：在自来水龙头下面固定一块挡板A，使水一滴一滴连续地滴落到挡板上，如图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落。首先量出水龙头口离挡板的高度h，再用停表计时，计时方法：当听到某一滴水滴在挡板上的声音的同时，开启停表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2，3…”，一直数到“n”时，按下停表按钮停止计时，读出停表的示数为t。

(1)写出用上述所测量数据计算重力加速度g的表达式：

________________。

(2)为了减小误差，改变h的数值，测出多组数据，记录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间，即水滴在空中运动的时间)，请在图所示的坐标纸上作出适当的图像，并利用图像求出重力加速度g的值：g＝________m/s2。(保留两位有效数字)

[解析]　(1)滴水的周期就是水滴下落的时间，所以t′＝，由h＝gt′2得g＝。

(2)描点如图所示，求出斜率k＝＝g，解得g＝9.8 m/s2。

[答案]　(1)g＝　(2)图见解析　9.8

10．小球在离地面不同高度处同时由静止释放，不计空气阻力，从开始运动的时刻起每隔相等的时间间隔，小球将依次碰到地面，则下列选项图中，能大致正确反映出刚开始运动时各小球相对地面的高度的是(　　)

A　　　　B　　　 　C　　　　D

C　[每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面，可以知道若第一个小球经过T时间落地，则第二个小球落地所需的时间为2T，第三、四个小球落地所需的时间依次为3T、4T。各球位移之比为1∶4∶9∶16，故选项C正确。]

11．如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，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T，每块砖的厚度为d0，根据图中的信息，下列判断错误的是(　　)

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“3”的速度为

A　[小球做自由落体运动，从静止开始运动的连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7…，而题图中位移之比为2∶3∶4∶5…，所以位置“1”不是小球释放的初始位置，小球连续相等时间位移差均为d，所以小球做匀加速运动，A错误，B正确；

由a＝得a＝，C正确；v3＝＝，D正确。]

12．近年来多次发生高空坠物造成人员伤亡的事件，于是就有人做了一个实验：在高为80 m的楼房阳台上，自由释

放一颗质量为50 g的石子，计算：(空气阻力不计，g取10 m/s2)

(1)石子经过多少时间落到地面？

(2)石子落地的速度是多大？

(3)石子最后1 s内运动的位移大小？

[解析]　(1)由公式h＝gt2得

t＝＝＝4 s。

(2)由v2＝2gh得

v＝＝ m/s＝40 m/s。

(3)石子前3 s内的位移x1＝gt＝×10×32m＝45 m

故石子最后1 s内的位移

Δx＝h－x1＝80 m－45 m＝35 m。

[答案]　(1)4 s　(2)40 m/s　(3)35 m

13．一条铁链AB长0.49 m，悬于A端静止，然后让它自由下落，求整个铁链通过悬点下方2.45 m处的小孔O需要的时间是多少。(g取10 m/s2)

[解析]　以B端为研究对象，设B端到达O点所需的时间为t1，发生的位移为x1；A端到达O点所需的时间为t2。由图可知

x2＝2.45 m

x1＝x2－L＝1.96 m

x1＝gt

x2＝gt

联立以上各式解得t＝t2－t1≈7.4×10－2s。

[答案]　7.4×10－2s