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高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动习题
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 自由落体运动习题，共5页。试卷主要包含了某地的重力加速度为9，788 m/s，4 s等内容，欢迎下载使用。
题组一 自由落体运动规律的应用
1.某地的重力加速度为9.788 m/s2,对于在该地做自由落体运动的物体,下列说法正确的是( )
A.刚下落时物体的速度和加速度都是零
B.下落过程,物体在任意一秒末的速度比前一秒初的速度大9.788 m/s
C.下落开始连续的三个2 s内的速度变化量之比为1∶1∶1
D.下落开始连续的三个2 s内的位移之比为1∶4∶9
2.一物体从一行星表面某一高度处自由下落(不计表层大气阻力),自下落时开始计时,得到物体离该行星表面的高度h随时间t变化的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.行星表面重力加速度的大小为10 m/s2
B.行星表面重力加速度的大小为15 m/s2
C.物体落到行星表面时的速度大小为30 m/s
D.物体下落到行星表面的过程中,平均速度的大小为10 m/s
题组二 竖直上抛运动规律的应用
3.(多选)(2024广东广州校考期中)将一个石头竖直上抛,一段时间后回到抛出点,空气阻力可忽略。用x表示位移,v表示速度,a表示加速度,下列能反映此过程的是( )
4.(多选)(2024湖南张家界高一校考)在某一高处,以v0=20 m/s的初速度竖直上抛一个小球,不计空气阻力,g取10 m/s2,以下判断正确的是( )
A.小球能上升的最大高度距离抛出点为10 m
B.小球在5 s末时,位于抛出点的下方
C.小球在前4 s内的平均速度为0
D.从抛出到落回抛出点的过程中,小球的速度变化为0
B组关键能力提升练
5.甲、乙两人做游戏,甲站在地面上,乙站在甲正上方的平台上。甲每隔一定时间向乙抛出一小球,已知小球竖直向上抛出时的初速度大小为8 m/s,抛出点与接收点间的竖直高度为3 m。若前一个小球向下被乙接住时,后一个小球也恰好向上经过接球处,则每相邻两个小球抛出的时间间隔为(g取10 m/s2)( )
A.1.6 sB.1.0 sC.0.6 sD.0.4 s
6.(2024山东淄博校考)如图所示,空中A、B两个小球的初始高度差为h1。先将小球A由静止释放,当A下落高度为h2时,再将小球B由静止释放,结果两小球同时落到地面上,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球A距离地面的高度为( )
A.(h1+h2)22h2B.(h1-h2)22h2
C.(h1+h2)24h2D.(h1-h2)24h2
C组核心素养拔高练
7.(2024江苏盐城响水中学高一期中)如图所示,同一竖直线上的球A和球B静止在地面上方,球B距离地面的高度h=0.8 m,球A在球B的正上方,同时释放两小球,球B每次与地面碰撞后均以原速率反弹,并在第二次上升到最高点时与球A相碰,重力加速度g取10 m/s2,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间,求:
(1)球B第一次落地时的速度大小;
(2)球A的起始高度H。
参考答案
分层作业12 自由落体运动和竖直上抛运动的应用
1.C 物体在该地区做自由落体运动,刚下落时物体的速度为0,但加速度为重力加速度9.788 m/s2,故A错误;加速度是速度的变化率,即下落过程,物体在任意一秒末的速度比该秒初的速度大9.788 m/s,故B错误;根据vt=gt,下落开始的两秒内的速度变化量为Δv1=2g,可知下落开始连续的三个2 s内的速度变化量之比为Δv1∶Δv2∶Δv3=2g∶2g∶2g=1∶1∶1,故C正确;根据初速度为零的匀加速直线运动的规律,可以得出下落开始连续的三个2 s内的位移之比为h1∶h2∶h3=1∶3∶5,故D错误。
2.D 根据h=12gt2,利用图像中的数据可得行星表面的重力加速度g=8 m/s2, A、B错误;物体落到行星表面时的速度大小v=gt=8×2.5 m/s=20 m/s,C错误;物体下落到行星表面的过程中,平均速度的大小v=ht=252.5 m/s=10 m/s,D正确。
3.AD 石头竖直上抛,根据x=v0t-12gt2可知,x与t是开口向下的二次函数关系,故A正确,B错误;竖直上抛过程中,加速度为重力加速度,大小方向都不变,故C错误;根据速度与时间关系v=v0-gt可知,v-t图像是一条向下倾斜的直线,故D正确。
4.BC 小球能上升的最大高度距离抛出点为h=v022g=2022×10 m=20 m,选项A错误;小球回到抛出点的时间t=2v0g=2×2010 s=4 s,则小球在5 s末时,位于抛出点的下方,选项B正确;小球在第4 s末回到出发点,此时位移为零,则在前4 s内的平均速度为0,选项C正确;从抛出到落回抛出点的过程中,小球的速度变化为Δv=2v0=40 m/s,选项D错误。
5.D 根据题意,设小球运动到距抛出点上方3 m处所用时间为t,由h=v0t-12gt2代入数据得t1=0.6 s,t2=1 s,故每相邻两个小球抛出的时间间隔为Δt=t2-t1=0.4 s,故选D。
6.C 设当A下落高度为h2时,速度为v,之后运动时间t与小球B同时落到地面上,根据题意有v2=2gh2,vt+12gt2+h2=12gt2+h1,联立解得t=h1-h22gh2;所以小球A距离地面的高度h=h1+12gt2=(h1+h2)24h2,故选C。
7.解析 (1)球B释放后在落地前做自由落体运动,故有2gh=v12-0
解得v1=4 m/s。
(2)球B从释放到第一次落地所用的时间满足h=12gt12
解得t1=0.4 s
球B落地后做竖直上抛运动,由对称性可知,球B第二次到达最高点的时间为
t2=4t1=1.6 s
在此过程中,球A的下落高度为H1=12gt22=12.8 m
两球相撞时,球B第二次到达最高点,即球B回到原位置,故球A的起始高度为
H=h+H1=(0.8+12.8) m=13.6 m。
答案 (1)4 m/s (2)13.6 m
题组一 自由落体运动规律的应用
1.某地的重力加速度为9.788 m/s2,对于在该地做自由落体运动的物体,下列说法正确的是( )
A.刚下落时物体的速度和加速度都是零
B.下落过程,物体在任意一秒末的速度比前一秒初的速度大9.788 m/s
C.下落开始连续的三个2 s内的速度变化量之比为1∶1∶1
D.下落开始连续的三个2 s内的位移之比为1∶4∶9
2.一物体从一行星表面某一高度处自由下落(不计表层大气阻力),自下落时开始计时,得到物体离该行星表面的高度h随时间t变化的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.行星表面重力加速度的大小为10 m/s2
B.行星表面重力加速度的大小为15 m/s2
C.物体落到行星表面时的速度大小为30 m/s
D.物体下落到行星表面的过程中,平均速度的大小为10 m/s
题组二 竖直上抛运动规律的应用
3.(多选)(2024广东广州校考期中)将一个石头竖直上抛,一段时间后回到抛出点,空气阻力可忽略。用x表示位移,v表示速度,a表示加速度,下列能反映此过程的是( )
4.(多选)(2024湖南张家界高一校考)在某一高处,以v0=20 m/s的初速度竖直上抛一个小球,不计空气阻力,g取10 m/s2,以下判断正确的是( )
A.小球能上升的最大高度距离抛出点为10 m
B.小球在5 s末时,位于抛出点的下方
C.小球在前4 s内的平均速度为0
D.从抛出到落回抛出点的过程中,小球的速度变化为0
B组关键能力提升练
5.甲、乙两人做游戏,甲站在地面上,乙站在甲正上方的平台上。甲每隔一定时间向乙抛出一小球,已知小球竖直向上抛出时的初速度大小为8 m/s,抛出点与接收点间的竖直高度为3 m。若前一个小球向下被乙接住时,后一个小球也恰好向上经过接球处,则每相邻两个小球抛出的时间间隔为(g取10 m/s2)( )
A.1.6 sB.1.0 sC.0.6 sD.0.4 s
6.(2024山东淄博校考)如图所示,空中A、B两个小球的初始高度差为h1。先将小球A由静止释放,当A下落高度为h2时,再将小球B由静止释放,结果两小球同时落到地面上,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球A距离地面的高度为( )
A.(h1+h2)22h2B.(h1-h2)22h2
C.(h1+h2)24h2D.(h1-h2)24h2
C组核心素养拔高练
7.(2024江苏盐城响水中学高一期中)如图所示,同一竖直线上的球A和球B静止在地面上方,球B距离地面的高度h=0.8 m,球A在球B的正上方,同时释放两小球,球B每次与地面碰撞后均以原速率反弹,并在第二次上升到最高点时与球A相碰,重力加速度g取10 m/s2,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间,求:
(1)球B第一次落地时的速度大小;
(2)球A的起始高度H。
参考答案
分层作业12 自由落体运动和竖直上抛运动的应用
1.C 物体在该地区做自由落体运动,刚下落时物体的速度为0,但加速度为重力加速度9.788 m/s2,故A错误;加速度是速度的变化率,即下落过程,物体在任意一秒末的速度比该秒初的速度大9.788 m/s,故B错误;根据vt=gt,下落开始的两秒内的速度变化量为Δv1=2g,可知下落开始连续的三个2 s内的速度变化量之比为Δv1∶Δv2∶Δv3=2g∶2g∶2g=1∶1∶1,故C正确;根据初速度为零的匀加速直线运动的规律,可以得出下落开始连续的三个2 s内的位移之比为h1∶h2∶h3=1∶3∶5,故D错误。
2.D 根据h=12gt2,利用图像中的数据可得行星表面的重力加速度g=8 m/s2, A、B错误;物体落到行星表面时的速度大小v=gt=8×2.5 m/s=20 m/s,C错误;物体下落到行星表面的过程中,平均速度的大小v=ht=252.5 m/s=10 m/s,D正确。
3.AD 石头竖直上抛,根据x=v0t-12gt2可知,x与t是开口向下的二次函数关系,故A正确,B错误;竖直上抛过程中,加速度为重力加速度,大小方向都不变,故C错误;根据速度与时间关系v=v0-gt可知,v-t图像是一条向下倾斜的直线,故D正确。
4.BC 小球能上升的最大高度距离抛出点为h=v022g=2022×10 m=20 m,选项A错误;小球回到抛出点的时间t=2v0g=2×2010 s=4 s,则小球在5 s末时,位于抛出点的下方,选项B正确;小球在第4 s末回到出发点,此时位移为零,则在前4 s内的平均速度为0,选项C正确;从抛出到落回抛出点的过程中,小球的速度变化为Δv=2v0=40 m/s,选项D错误。
5.D 根据题意,设小球运动到距抛出点上方3 m处所用时间为t,由h=v0t-12gt2代入数据得t1=0.6 s,t2=1 s,故每相邻两个小球抛出的时间间隔为Δt=t2-t1=0.4 s,故选D。
6.C 设当A下落高度为h2时,速度为v,之后运动时间t与小球B同时落到地面上,根据题意有v2=2gh2,vt+12gt2+h2=12gt2+h1,联立解得t=h1-h22gh2;所以小球A距离地面的高度h=h1+12gt2=(h1+h2)24h2,故选C。
7.解析 (1)球B释放后在落地前做自由落体运动,故有2gh=v12-0
解得v1=4 m/s。
(2)球B从释放到第一次落地所用的时间满足h=12gt12
解得t1=0.4 s
球B落地后做竖直上抛运动,由对称性可知,球B第二次到达最高点的时间为
t2=4t1=1.6 s
在此过程中,球A的下落高度为H1=12gt22=12.8 m
两球相撞时,球B第二次到达最高点,即球B回到原位置,故球A的起始高度为
H=h+H1=(0.8+12.8) m=13.6 m。
答案 (1)4 m/s (2)13.6 m
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