2021学年2.3 自由落体运动的规律学案及答案

2.3  自由落体运动的规律

一、单选题

1．一块橡皮擦从课桌的桌面边缘掉落到地面所需的时间约为（　　）

A．0.1s B．0.4s C．0.8s D．1s

2．日本特摄片奥特曼风靡世界几十年，如图所示，其拍摄过程采用微缩景观的方法进行拍摄。设某次拍摄中“景观”被等比例缩小25倍进行拍摄，拍摄时一石块从1.8m处落下，为了防止放映时穿帮，在放映时应（　　）

A．慢放25倍 B．快放25倍 C．慢放5倍 D．快放5倍

3．北京时间2021年8月5日下午，中国年仅14岁的跳水小将全红婵，力压其他国家的选手，成功站上了东京奥运会女子单人10米跳台跳水冠军领奖台。若把全红婵10米跳水的空中下落过程近似看成是自由落体运动，则下列判断最符合实际情况的是（　　）

A．全红婵在空中的下落时间约为2.5 s

B．全红婵在空中的下落时间约为1.5 s

C．全红婵落水时的速度大小约为

D．全红婵落水时的速度大小约为

二、多选题

4．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

三、填空题

5．一质量为3kg物体从45m高处自由下落，g取10m/s2，则物体触地前瞬间的速度为_______m/s。

四、实验题

6．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量学校的重力加速度。

（1）为完成此实验，除了图甲中已有的器材外，还需要的实验器材有：刻度尺和________；（填选项符号）

A．弹簧测力计　　B．秒表　　C．交流电源　　D．直流电源

（2）某同学用图甲所示的装置进行实验时，操作步骤如下，其中有误或者是操作不当的是________。（填选项符号）

A．实验时重物选用密度较大的铁球；

B．调整打点计时器，使限位孔在竖直方向上；

C．将纸带与重物连接并穿过限位孔，使重物靠近打点计时器；

D．先释放纸带再接通电源，打出一条纸带用于处理实验数据。

（3）若实验所用电源的频率为50，图乙是实验中某条纸带的一部分，测出这连续几个点的间距，则可求出学校的重力加速度为________m/s2。

五、解答题

7．一滴水从楼顶无初速度下落，期间经过一个1.4m高的窗户用时0.2s，已知雨滴下落时的加速度g=10m/s2，求窗户上沿到楼顶的距离。

8．一小球从高为45m的楼房阳台处静止释放，求：（不计空气阻力，g取）

（1）小球经多长时间落到地面上。

（2）小球落地时的速度v。

（3）小球在下落中第2s内的位移。

9．国庆节前夕，驻蒲某部跳伞兵做低空跳伞训练，当飞机离地面225m悬停时，伞兵离开飞机先作自由落体运动，125m后，立即打开降落伞，展伞后伞兵匀减速下降，伞兵落地速度刚好为0m/s，（g＝10m/s2）求：

（1）伞兵刚展伞时的速度大小；

（2）伞兵展伞后的加速度；

（3）伞兵离开飞机后在空中下落的总时间。

10．未来的某天，一位同学在月球表面上做自由落体实验。让一个质量为1kg的小球从一定的高度自由下落，测得小球在第5s内的位移是7.2m，此时小球还未落到月球表面。求：

（1）小球在4.5s末的速度为多大？

（2）月球表面的重力加速度大小为多少？小球在月球表面的重力为多大？

（3）小球在前5s内的位移大小为多少？

参考答案：

1．B

【解析】由于课桌离教室地面约0.8m，橡皮擦从课桌边缘掉落到地面的过程可看作自由落体运动，由公式

可得

代入数据，解得

ACD错误，B正确。

故选B。

2．C

【解析】根据自由落体运动规律有

即

由于缩小25倍拍摄，则影片中石块下落的高度应该是1.8m的25倍，所以为防止穿帮，放映的时间应该是拍摄过程中石块实际下落时间的5倍，即慢放5倍速度播放。

故选C。

3．B

【解析】AB．空中下落过程近似看成是自由落体运动，全红婵跳起最高点距跳板高度取1m，则最高点离水面h=11m，则有

解得

其与1.5s接近，故A错误，B正确；

CD．根据

代入数据可得

故CD错误。

故选B。

4．BD

【解析】A. 根据位移公式可知，物体在1 s内、2 s内、3 s内的位移大小之比是1：4：9，A错误；

B. 根据速度公式可知，物体在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1：2：3，B正确；

C. 物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移大小之比是1：3：5，而第1 s内、第2 s内、第3 s内的时间都是1s，根据平均速度公式可知，物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比是1：3：5，C错误；

D. 由推论，即在相邻两个1 s内的位移之差都是10m，D正确；

故选BD。

5．30

【解析】 [1]根据

v2=2gh

可得物体触地前瞬间的速度为

6．     C     D     9.5

【解析】（1）[1]A．本实验测重力加速度不需要弹簧测力计，故A错误；

B．打点计时器具有计时功能，所以不需要秒表，故B错误；

CD．打点计时器使用交流电源，故C正确，D错误。

故选C；

（2）[2]A．为了减小误差，应使用质量大体积小的（即密度较大的铁球），故A正确；

B．为了减小误差，使用打点计时器时，调整打点计时器，使限位孔在竖直方向上，故B正确；

C．为了充分利用纸带，将纸带与重物连接并穿过限位孔，使重物靠近打点计时器，故C正确；

D．应先接通电源再释放纸带，打出一条纸带用于处理实验数据，故D错误。

故选D。

（3）[3]根据

代入数据得

7．1.8m

【解析】设窗户上沿到楼顶的距离为h，根据自由落体运动规律

解得

8．（1）3s；（2）30m/s，竖直向下；（3）15m

【解析】（1）根据位移时间公式

得小球下落时间为

（2）根据速度时间公式，可得小球落地时的速度为

方向竖直向下。

（3）根据位移时间公式，可得小球下落1s内的位移为

下落2s内的位移

则下落中第2s内的位移为

9．（1）50m/s；（2）-12.5m/s2；（3）9s

【解析】（1）伞兵做自由落体运动，根据运动学公式，有

解得

（2）设向下为运动的正方向，伞兵展伞后做匀减速直线运动，有

解得

（3）物体做自由落体运动，有匀变速的规律可得

匀减速直线运动的时间为

总时间为

联立求解得

10．（1）；（2），；（3）

【解析】（1）小球在第5s内的平均速度

根据中间时刻速度等于平均速度可得4.5s末的速度大小

（2）重力加速度

小球受到的重力

（3）小球在前5 s内的位移大小