沪科版 (2019)必修 第一册2.3 自由落体运动的规律第一课时课时作业

【精选】2.3自由落体运动的规律-1课时练习

一．填空题

1．如图为某小组测量反应时间的情形。

(1)图中甲同学拎着直尺的上端，乙同学将手指上沿放在直尺的下端零刻度处，该实验测的是______同学（填“甲”或“乙”）的反应时间；

(2)该实验测量反应时间的原理是利用公式t =_____；（用下落高度“h”及重力加速度“g”等表示）

(3)某次测量结果其手指上沿位置如图丙箭头所示，刻度尺的读数为_______cm，通过计算可得此被测者的反应时间为______s。（g取9.8m/s2）

2．从塔顶自由落下一小球，它在最后1s内的位移是20m，则小球落地时速度是________，塔顶距离地面的高度是________；

3．如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a．b．c，离桌面高度分别为h1：h2：h3=3：2：1。若先后顺次释放a．b．c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则三者运动时间之比为______：b与a开始下落的时间差______c与b开始下落的时间差。（填“大于”，“等于”，“小于”）

4．一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰为它最后一秒内位移的一半，则它开始下落时距地面的高度为______m，它落地的速度大小为______m/s。（g=10m/s2）

5．一雨滴从楼顶边缘由静止自由下落，不计空气阻力。雨滴在下落过程中，第1s末与第2s末的速度大小之比为_____，第1s内与第2s内的位移大小之比为_____。

6．质量为2m的物体A从高h处自由下落，质量为m的物体B从高h处自由下落，不计空气阻力，则A．B两物体下落的加速度之比为________；下落时间之比为tA∶tB＝________；落地前瞬间的速度之比vA∶vB＝________.

7．一个小球从某一高度自由落下，在1秒钟之后，又有另一个小球从该处自由下落，在第一个小球落地之前，两个小球之间的距离将_______（选填“保持不变”．“逐渐增大”．“逐渐减小”）

8．如图所示，用曝光时间间隔为Δt的相机在真空实验室拍摄羽毛与苹果同时由静止开始下落一段时间内的局部频闪照片。

（1）这个实验表明：如果我们可以减小_______对物体下落运动的影响，直至其可以忽略，那么轻重不同的物体下落的快慢程度将会相同。

（2）关于图中的x1．x2．x3，关系正确的是_______。（填选项字母）

A．x1：x2：x3=1：2：3    B．x1：x2：x3=1：3：5

C．x1：x2：x3=1：4：9    D．2 x2 =x1 +x3

（3）利用图片提供的信息可以求出当地的重力加速度值g。下列计算式中，正确的是g=___________。（填选项字母）

A．     B．    C．    D．

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）

10．以40m/s的初速度自同一地点先后竖直向上抛出两小球，两球抛出的时间间隔为3s，第二个小球抛出t=_____s后与第一小球相遇，相遇时离地面高为h=_____m。

11．乙同学为了测量自己的反应时间，进行了如下实验。如图所示，请甲同学用手捏住直尺，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，在看到乙同学松开手让直尺下落时，自己立刻捏住直尺，再读出捏住直尺的刻度，即可算出自己的反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”，如图所示

（1）由实验原理可知，该同学捏住直尺处的刻度值越小，其反应时间越________；（选填“长”或“短”）

（2）经过多次实验，该同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm，取重力加速度，则该同学的反应时间约为___________s（计算结果保留2位有效数字）

（3）图中反应测量尺的标度合理的是___________（选填“A”或“B”）

12．为了测量当地的重力加速度，某兴趣小组采用了如图所示的装置。直径为d的小球从A点由静止释放，小球通过光电门B时，光电计时器记录小球挡光时间为t。已知之间的距离为h。

（1）由上面给出的数据可得，重力加速度______；

（2）改变之间的距离h，可得到不同的挡光时间t，为了得到线性图像，应作______图像（填“”“”或“”）；

（3）请说出一种减少误差的方法，并说明理由：______；有同学提出用高为d的铁质小圆柱代替小球可提高实验的准确性，其理由是______。

13．某同学为了测自己的反应时间，进行了如下实验。如图所示，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。在看到同学松开手让直尺下落时，自己立刻捏住直尺，再读出捏住直尺的刻度，即可算出自己的反应时间。

（1）由实验原理可知，该同学捏住直尺处的刻度值越小，其反应时间越______；（填“长”或“短”）

（2）经过多次实验，该同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm，取重力加速度，则该同学的反应时间约为______s（计算结果保留2位有效数字）

（3）该同学在校运会中担任200米比赛的计时裁判员，坐在终点处的高台上，当看到起点处发令枪冒出的白烟时按下秒表，看到选手冲线时再次按下秒表，秒表示数为23.60s，假设该同学在两次计时过程中反应时间不变，则选手完成200米的比赛用时为______s。

14．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______，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作______，通常用g表示。

（2）自由落体加速度方向：______。

（3）自由落体加速度大小

a.在地球表面，g值随纬度的增大而逐渐______；

b.一般取值：g＝9.8m/s2或g＝______。

15．用曝光时间为t的相机在真空实验室拍摄的羽毛与苹果同时开始下落一段时间后的一张局部频闪照片如图所示。

（1）这个实验表明：如果我们可以减小_________对物体下落运动的影响，直到其可以忽略，那么轻重不同的物体下落的快慢程度将会相同。

（2）关于图中的．．，关系正确的是（      ）

A.

B.

C.

16．某同学利用频闪照相法研究小球在空气中的落体运动，该同学在空中释放一小球，获得部分运动过程的频闪照片如图所示，频闪相机的闪光频率。

(1)小球下落到照片中记录的位置B时，速度大小为____，下落到照片中记录的位置C时，速度大小为_______，小球下落的加速度大小为______。

(2)若已知当地重力加速度大小为，则可推算出实验中小球受到的平均阻力大小为小球重力的___倍。

17．小球从5m高处静止落下，落地时速度大小为____________m/s，时间为____________s（不计空气阻力，g=10）

18．如图所示，一滴空中竖直下落的雨滴随时间变化的规律，g取10m/s2，,该雨滴从静止开始在3s内下落的高度为_________m。

参考答案与试题解析

1．【答案】    ①. 乙    ②.     ③. 19.60    ④. 0.2

【解析】

【详解】(1)[1]图中甲同学拎着直尺的上端，放手后，直尺做自由落体运动，乙同学用手夹住直尺，该实验测的是乙同学的反应时间。

(2)[2]该实验测量反应时间的原理是利用自由落体运动公式

解得

(3)[3]刻度尺的最小刻度为1mm，所以读数为19.60cm。

[4]代入数据可得

2．【答案】25m/s    31.25m   

【解析】

[1][2]根据

h=gt2

h-20=g（t-1）2

联立解得

t=2.5s

h=31.25m

落地速度

v=gt=25m/s

3．【答案】    小于   

【解析】

[1]下落过程中，根据得

所以三者到达桌面得时间之比为

[2]ab运动的时间之差为

bc运动的时间之差为

所以b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差。

4．【答案】11.25    15   

【解析】

[1]由可得，第1秒内的位移

则最后一秒内的位移

h2=2h1=10m

则设下落总时间为t；最后1s内的位移

解得

t=1.5s

则物体下落的总高度

[2]落地时的速度

v=gt=15m/s

5．【答案】1：2    1：3   

【解析】【来源】湖南省娄底市第一中学2019-2020学年高一（上）期末考试物理试题（非高考）

【分析】

【详解】

[1]雨滴由静止下落，不受空气阻力作用，属于自由落体运动，由

可知，第1s末与第2s末的速度大小之比为1:2；

[2]由位移公式

可知，第1s内位移大小为 ，前2s内位移大小为 ，第2s内的位移大小为 ，因此第1s内与第2s内的位移大小之比为1:3。

6．【答案】1∶1    2∶1    2∶1   

【解析】

略

7．【答案】逐渐增大

【解析】

第二个小球下落t时间后，第一个球的位移为

此时第二个小球的位移为

故两个小球的间距为

故两个小球的间距逐渐增大。

8．【答案】阻力（或空气阻力）    D    C   

【解析】【来源】江苏省三校2020-2021学年高一（上）期中联考物理试题

（1）[1]在实验中，如果没有空气阻力，物体下落的快慢相同，故减小阻力对物体的影响，轻重不同的物体下落的快慢相同。

（2）[2]ABC．由于是局部频闪照片，A点不一定是起点，故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解，故ABC错误；

D．根据

x3-x2 = x2-x1

得

2 x2 =x1 +x3

故D正确。

（3）[3]由

可得

故选C。

9．【答案】g=        9.8   

【解析】

①[1]滴水的周期就是水滴下落的时间，所以

由

得

②[2][3]描点如图所示

求出斜率

解得

10．【答案】2.5    8.75   

【解析】【来源】上海市七宝中学2019-2020学年高一（上)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]设第二个小球抛出秒后，两个小球相遇，根据竖直上抛规律可得

代入解得

相遇时离地的高度为

代入数据解得

11．【答案】短    0.20    B   

【解析】

（1）[1]松开后尺子做自由落体运动，由

t =

可知该同学捏住直尺处的刻度值越小，则反应时间越短。

（2）[2]由公式

t = = s = 0.20s

（3）[3]反应尺做自由落体运动，初速度为零，下落得越来越快，B测量尺的标度合理。

12．【答案】        选择直径较小的小钢球，为零减小阻力的影响。    小球落到光电门处时，如果球心没有挡住光束，那么挡光的距离会小于小球的直径，速度测量值误差偏大，换成小圆柱可以减小误差。   

【解析】

(1)[1]小球通过光电门的速度为

小球做自由落体运动，有

联立，可得

(2)[2] 为了得到线性图像，根据以上分析，可知

故选，

(3)[3] 选择直径较小的小钢球，为零减小阻力的影响。

[4] 小球落到光电门处时，如果球心没有挡住光束，那么挡光的距离会小于小球的直径，速度测量值误差偏大，换成小圆柱可以减小误差。

13．【答案】短    0.20    23.60   

【解析】

（1）[1]松开后尺子做自由落体运动，由

可知该同学捏住直尺处的刻度值越小，其反应时间越短；

（2）[2]由公式

代入数据得

（3）[3]当看到白烟后反应了0.20s开始计时，当运动员到达终点后，还是反应0.20s计时，相当于前面少计的时间在后面延长了相同的反应时间，所以秒表的读数23.60s就是运动员完成200米的比赛所用的时间。

14．【答案】相同    重力加速度    竖直向下    增大    10 m/s2   

【解析】

略

15．【答案】    ①. 空气阻力    ②. B

【解析】

【分析】

【详解】(1)[2]这个实验表明：如果我们可以减小空气阻力对物体下落运动的影响，直到其可以忽略，那么轻重不同的物体下落的快慢程度将会相同。

(2)[2]初速度为零的匀加速直线运动，相同时间的位移比为1：3：5：7，自由落体运动为初速度为零的匀加速直线运动，故满足

故选B。

16．【答案】3.68    3.92    9.6       

【解析】【来源】2021届宁夏吴忠市高三（下）4月二模理综物理试题

(1)[1]B点的速度

[2]同理求得

[3]加速度

(2)[4]由牛顿第二定律

解得

17．【答案】10    1   

【解析】

[1]根据速度位移公式，可得落地时速度大小为

代入数据，解得

[2]根据速度时间公式

代入数据，解得

18．【答案】23.6 (22.2∽25.0m均算对)

【解析】【来源】安徽省黄山市屯溪第一中学2019-2020学年高一10月月考物理试题

【详解】

v-t图像与时间轴所围面积表示雨滴运动的位移，由图可知，每一小格表示

在3s内图线与时间轴所围面积约有118个小格，所以雨滴下落的高度为：