物理必修 第一册自由落体运动课堂检测

这是一份物理必修 第一册自由落体运动课堂检测，共9页。试卷主要包含了自由落体运动，自由落体加速度，自由落体运动的规律，自由落体运动的实验探究等内容，欢迎下载使用。
考点一、自由落体运动
1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动．
2．物体的下落可看作自由落体运动的条件：空气阻力的作用比较小，可以忽略．
考点二、自由落体加速度
1．定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示．
2．方向：竖直向下．
3．大小
(1)在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐增大．
(2)一般取值：g＝9.8 m/s2或g＝10 m/s2.
考点三、自由落体运动的规律
1．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动．
2．匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动．
3．自由落体运动的速度、位移与时间的关系式：v＝gt，x＝eq \f(1,2)gt2.
考点四、自由落体运动的实验探究
1．实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、夹子、交流电源、毫米刻度尺．
2．探究过程
(1)按如图3所示将打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路．
图3
(2)使纸带穿过两个限位孔，下端用夹子夹住连到重物上，让重物靠近打点计时器．
(3)用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，启动打点计时器，放开纸带让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，重物落地后立刻关闭电源．
(4)改变重物的质量，重复几次上面的实验，选取一条点迹清晰的纸带进行处理．
3．数据处理
(1)用刻度尺测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离．
(2)用vn＝eq \f(xn＋xn＋1,2T)求出各点的速度，作v－t图像，图像应为一条过原点的倾斜直线．
(3)根据v－t图像的斜率求加速度或根据Δx＝aT2计算加速度．
4．实验结论
自由落体运动是初速度为零、加速度恒定(约为9.8 m/s2，与物体的质量无关)的匀加速直线运动．
技巧考点归纳：
1．自由落体运动
(1)自由落体运动是初速度v0＝0、加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例．
(2)自由落体是一种理想化模型，这种模型忽略了次要因素——空气阻力，突出了主要因素——重力．
(3)运动图像：自由落体运动的v－t图像(如图2)是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g.
图2
2．自由落体加速度(重力加速度)
(1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面；
(2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同．
②地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近9.8 m/s2，一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2.
二、自由落体运动的规律
1．自由落体运动的基本公式
匀变速直线运动规律eq \(――→,\s\up7(特例))自由落体运动规律
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(v＝v0＋at,x＝v0t＋\f(1,2)at2))eq \(――→,\s\up7(v0＝0),\s\d3(a＝g))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(v＝gt,h＝\f(1,2)gt2))
2．匀变速直线运动的一切推论公式，如速度位移公式、平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式，都适用于自由落体运动．
二：考点题型归纳
题型一：自由落体运动的理解
1．(2022·云南·西南联大附属学校高一期末)下列关于自由落体运动的说法，正确的是( )
A．在真空条件下，石头将比纸片先落地
B．自由落体运动是初速度为0、加速度大小为g、方向竖直向下的匀加速直线运动
C．离地20m的高度，物体在赤道下落所用的时间比在北极下落所用的时间短
D．同一地点，随着高度的增加，重力加速度大小不变
2．(2022·云南·西盟佤族自治县第一中学高一期末)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A．物体竖直向下的运动一定是自由落体运动
B．不同的物体做自由落体运动，它们的运动规律是不同的
C．物体只有在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动
D．自由落体运动的加速度与物体的质量无关
3．(2022·全国·高一)如图所示，一个苹果和一片树叶同时从同一高度下落，以下说法中正确的是( )
A．树叶和苹果下落得一样快，因为二者都做自由落体运动
B．树叶下落得慢，因为树叶受到的空气阻力的影响比苹果的更大些
C．苹果的运动可以近似地视为自由落体运动
D．树叶和苹果落地时的速度大小一定相等
题型二：自由落体运动的三个基本公式
4．(2022·安徽阜阳·高一期末)高空抛物危害极大。若一个果核从7楼阳台(商品房层高国家标准为2.8m)自由下落，不计空气阻力，着地速率最接近( )
A．70km/hB．50km/hC．30km/hD．10km/h
5．(2022·河南河南·高一期末)a小球从跳水运动馆距水面10m的跳台上自由落下，0.5s后b小球也从同一位置自由落下。若g取，则下列说法不正确的是( )
A．a小球落到水面时的速度为B．a小球在空中的运动时间为
C．落水前，a、b两球间的距离越来越大D．落水前，a、b两球的速度差越来越大
6．(2022·山东·乳山市银滩高级中学高一阶段练习)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为1kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则( )
A．小球在2s末的速度是8m/s B．小球在第5s内的平均速度是3.6m/s
C．该星球上的重力加速度为5m/s2 D．小球在5s内的位移是50m
题型三、自由落体运动研究求频闪照片问题
7．(2021·江苏常州·高一期中)小球从靠近竖直砖墙的某个位置(可能不是图中1的位置)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，重力加速度为g，可知小球( )
A．经过位置2时的瞬时速度大小约 B．从位置1到4过程中的平均速度大小约为
C．下落过程中的加速度大小约为 D．小球的静止释放点距离位置1为d
8．(2022·全国·高一课时练习)如图所示是用闪光周期为Δt的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是 ( )
A．一定满足关系x1∶x2∶x3=1∶3∶5 B．一段时间后苹果会在羽毛下方
C．苹果下落的加速度大小为 D．羽毛下落到C点的速度大小为
9．(2022·陕西·富县高级中学高一期末)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…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，每块砖的厚度均为d。根据图中的信息，下列判断正确的是( )
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
题型四：自由落体的平均速度
10．(2022·四川南充·高一期末)进入建筑工地必须戴上安全帽，以避免高空坠物造成伤害，工地塔吊上掉落一螺丝帽，假设它做自由落体运动，其落地速度为20m/s，重力加速度g=l0m/s2，下列说法正确的是( )
A．下落的时间为3sB．下落的高度为20m
C．下落过程中的平均速度为15m/sD．最后1s的位移为10m
11．(2021·全国·高一专题练习)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，若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从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(g取10 m/s2)( )
A．水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB＜tBC＜tCD B．闪光的间隔时间是s
C．水滴在相邻两点间的平均速度满足AB∶BC∶CD=1∶4∶9 D．水滴在各点的速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶3∶5
12．如图是小球自由下落时的频闪照片示意图。A、B之间的距离为26.25cm，B、C之间的距离为48.75cm，重力加速度，下列说法正确的是( )
A．频闪仪每隔1.5s闪光一次 B．小球在位置C的速度大小为2.5m/s
C．下一次记录的小球位置在C点正下方75cm处 D．小球自由落体运动的起点在A点正上方5cm处
题型五：自由落体重要的推论公式
13．(2021·黑龙江·延寿县第二中学高一期中)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则( )
A．小球在2 s末的速度是8 m/sB．小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C．小球在第2 s内的位移是2 mD．小球在5 s内的位移是50 m
14．(2022·广西·南宁市第五十六中学高一期末)对于自由落体运动，其中重力加速度g＝10m/s2，下列说法中正确的是( )
A．在1 s内、2 s内、3 s内的位移大小之比是1：2：3
B．在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1：2：3
C．在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比是1：4：9
D．在相邻两个1 s内的位移之差都是10m
15．(2021·山西吕梁·高一期中)对于自由落体运动的物体g=10m/s2，下列说法中正确的是( )
A．1s内、2s内、3s内的位移之比是1：3：5
B．1s末、2s末、3s末的速度之比是1：3：5
C．第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比是1：3：5
D．相邻两个1s内的位移之差总是10m
题型六：竖直上抛运动
16．(2022·广东·龙门县高级中学高一期中)物体以2m/s的初速度做竖直上抛运动，取，该物体从抛出到最高点所用的时间是( )
A．2sB．0.1sC．0.2sD．0.3s
17．(2022·广西·藤县第七中学高一阶段练习)如图所示，将两个相同的小球、以大小相同初速度从同一水平面分别竖直向上和斜向上抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．它们能上升到相同的高度B．到最高点它们的加速度相等
C．到最高点它们的速度都是零D．它们上升到最高点所用的时间相同
18．(2022·陕西·大荔县教学研究室高一期末)如图所示，在距离地面1.8m高的位置竖直向上抛出一枚网球，观测到网球上升3.2m后开始下落，最后落到地面。若不考虑空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2.。则下列说法正确的是( )
A．从抛出到落地网球位移大小为5.0mB．上升过程网球加速度的方向向上
C．下降过程网球的速度增大，加速度也增大D．小球在空中运动的时间为1.8s
题型七：自由落体运动的实验探究
19．(2022·全国·高一)某同学用图(a)所示的实验装置测定重力加速度，其中打点计时器的电源为交流电源，频率为50Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示，相邻计数点之间的时间间隔都为t。
(1)本实验除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是____________。(填器材前面的代号)
A．交流电源
B．刻度尺
C．天平(含砝码)
(2)若使用和两组数据来计算重力加速度，则表达式为________。(用t，，表示)
(3)已测得，，已知当地的重力加速度大小为，由此可推算出所选纸带相邻计数点之间的时间间隔________s。
20．(2022·云南省玉溪第三中学高一)一研究小组用如图甲所示的装置来研究自由落体运动。图乙是实验中利用电磁打点计时器记录自由落体运动的轨迹时得到的一条纸带，图乙中的点是从放手开始打下的连续的计数点，相邻两计数点之间的距离为s1=9.6mm、s2=13.4mm、s3=17.3mm、s4=21.1mm，打下相邻两计数点的时间间隔为T。电源频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是___________。
A．电磁打点计时器的工作电压是220V
B．实验中使用秒表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重物受到阻力
(2)根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达式为a=___________(用题中已知的物理量符号表示)，重物的加速度大小为___________m/s2(结果保留两位有效数字)。
21．(2022·云南·瑞丽市第一民族中学高一开学考试)某同学用如图甲所示的装置来研究自由落体运动．图乙是实验中利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点，从左到右，两点之间的距离依次为x1＝9.6 mm，x2＝13.4 mm，x3＝17.3 mm，x4＝21.1 mm，相邻两计数点的时间间隔为T。电源频率为50 Hz。
(1)下列说法中正确的是______。
A．电火花打点计时器用的是220 V交流电源
B．实验中使用停表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后立即接通电源
D．求出的加速度一般比9.8 m/s2小，是因为纸带和重物受到阻力
(2)通过对纸带的分析，你认为自由落体运动是______(填“匀速”或“匀变速”)运动．你的判断依据是_______。
(3)根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达式为a＝_______(用已知物理量符号表示)，加速度大小a＝_______m/s2(结果保留两位有效数字)。
(4)打点计时器打下F点时重物的速度表达式为vF＝_______(用已知物理量符号表示)，大小为vF＝______m/s(结果保留两位有效数字)。
题型八：自由落体运动的综合
22．(2022·湖南·高一期中)某中学组织高一全年级师生秋游，同学们玩了一个叫“云霄双塔”的游乐项目，非常刺激。游戏过程可简化为：先把人提升至离地高的塔顶，再突然释放，让人(连同座椅)自由下落的时间，而后立即制动使其匀减速下落，在落至离地高度时速度减为零。g取。求：
(1)自由下落3s末的速度v的大小；
(2)制动匀减速阶段下落的高度；
(3)制动匀减速阶段下落的时间t。
23．(2022·重庆·高一期末)如图所示为无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。在一次训练使用中，时无人机在地面上从静止开始匀加速竖直向上起飞，时无人机出现故障突然失去升力，此时离地面高度为。无人机运动过程中所受空气阻力不计，g取10m/s2。求：
(1)无人机匀加速竖直向上起飞的加速度大小；
(2)无人机离地面的最大高度；
(3)无人机从出现故障到刚坠落地面的时间。(结果可用根式表示)
24．(2021·湖南·平江县第三中学高一期中)2021年10月14日，青岛市城阳区人民法院对一起高空抛物案件作出一审判决，判处被告人玉某某拘役三个月，并处罚金人民币二千元。高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着行人安全。某地消防员为了测试高空抛物的危害，将一个物体从某高楼的楼顶自由下落，物体落地速度的大小为50m/s，g取10 m/s2，求：
(1)楼顶的高度；
(2)最后2s下落的高度；
(3)10s内的平均速率。
三：课堂过关精练
一、单选题
25．(2022·新疆·疏附县第二中学高一期末)物体在刚开始做自由落体运动瞬间( )
A．物体同时获得加速度和速度
B．物体的速度和加速度都为零
C．物体立即获得加速度，速度仍为零
D．物体立即获得速度，但加速度仍然为零
26．(2022·贵州·凯里一中高一期末)将一物体竖直向上抛出，经过回到抛出点，重力加速度为，不计空气阻力，则该物体抛出时的速度大小为( )
A．B．C．D．
27．(2022·云南·高一期末)某同学为了测自己的反应时间，请另一位同学用手捏住直尺，自己用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺，如图所示。在看到同学松开手让直尺下落时，自己立刻捏住直尺，该同学捏住处刻度值为，取重力加速度。则该同学的反应时间约为( )
A．B．C．D．
28．(2022·广东汕尾·高一期末)2020年12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆月球。在着陆过程中，其中一段是探测器悬停在月球表面上方1.8m处，然后仅在月球引力作用下自由下落，1.5s后落在月球表面，则下列说法正确的是( )
A．探测器自由下落时做匀速直线运动 B．探测器自由下落时的加速度是
C．探测器自由下落到月球表面的速度为15m/s D．探测器自由下落到月球表面过程的平均速度为1.2m/s
29．(2022·全国·高一)一物体自某高度由静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中( )
A．物体在前一半时间和后一半时间发生的位移之比为1∶2
B．物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为1∶(-1)
C．物体在位移中点的速度等于v
D．物体在中间时刻的速度等于v
30．(2022·重庆市二0三中学校高一阶段练习)在不考虑空气阻力的情况下，我们将一小球竖直向上抛出，最后小球会落回抛出点，关于竖直上抛运动，下列说法正确的是( )
A．在最高点速度为零，加速度也为零 B．上升和下落过程的位移相同
C．从上升到下降的整个过程加速度保持不变 D．上升到某一高度时速度与下降到此高度时的速度相同
31．(2022·河北秦皇岛·高一期末)一直升机静止在空中，跳伞运动员从直升机上无初速度跳下，他自由下落(不计空气阻力)后打开伞，以的加速度匀减速直线下降，到达地面时的速度大小为，取重力加速度大小，求：
(1)运动员打开降落伞时的速度大小；
(2)直升机距地面的高度。
32．(2022·湖南·高一期末)质量为m的皮球从高度为H=1.25m的某点由静止开始下落，落到水平地板上再竖直弹起来，每弹跳一次后皮球上升的高度总等于前一次高度的0.64倍，运动过程中不计空气阻力，不计球与地面接触时间，重力加速度取。
(1)求皮球第一次下落所用时间和落地前瞬间的速度的大小
(2)求皮球第一次弹起时的初速度大小及第二次落地的间隔时间；
(3)若皮球第一次弹起后，每次都在最高点用手竖直向下拍球，使球一直保持在0.8m的高度上下跳动，则每次在最高点时应给球多大的初速度？