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1、
自由落體運動規(guī)律
基礎夯實
1.一個自由下落的物體,前3 s內(nèi)下落的距離是第1 s內(nèi)下落的距離的( )
A.2倍 B.3倍 C.6倍 D.9倍
答案:D
解析:根據(jù)s=12gt2得
t1=1 s時,s1=121012 m=5 m
t2=3 s時,s2=121032 m=45 m
所以s2=9s1.
2.物體從樓頂處自由落下(不計空氣阻力),落到地面的速度為v,在此過程中,物體從樓頂落到樓高一半處所經(jīng)歷的時間為( )
A.v2 B.v2g
C.2v2g D.(2-2)v2g
答案:C
解析:設樓頂?shù)降孛娴木嚯x為s,落到地面所
2、用時間為t,下落樓高一半所用時間為t1,則s=12gt2,v=gt,s2=12gt12
聯(lián)立可得t1=2v2g.
3.關(guān)于重力加速度的說法中正確的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物體運動的快慢
B.重力加速度表示自由下落物體運動速度變化的大小
C.重力加速度表示自由下落物體運動速度變化的快慢
D.輕物體和重物體的重力加速度不同
答案:C
解析:重力加速度是表示自由下落物體運動速度變化快慢的物理量,選項A、B錯誤,C正確;在同一地點,不同物體自由下落時的加速度是相同的,選項D錯誤.
4.從高處釋放一小球甲,經(jīng)過時間t從同一地點再釋放小球乙,不計空氣阻力,在兩小球落地
3、前,下列判斷中正確的是( )
A.它們間的距離保持不變
B.它們間的距離不斷減小
C.它們間的速度之差不斷增大
D.它們間的速度之差保持不變
答案:D
解析:由s=12gt2可知
Δs=12g(t乙+t)2-12gt乙2=g2(2t乙+t)t
由vt=gt可知
Δv=g(t乙+t)-gt乙=gt
兩小球落地前,它們間的距離不斷增大,它們間的速度之差保持不變.
5.一石塊由高出地面上方h處自由下落,當它的速度大小等于著地時速度的一半時,它距地面的高度為( )
A.14h B.12h C.34h D.38h
答案:C
解析:由vt2=2gs可知,v1=12v時,h1
4、=14h.所以,石塊距地面的高度為Δh=h-h1=34h.
6.
一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該攝影愛好者用直尺量出軌跡的長度,如圖所示.已知曝光時間為11 000 s,假設比例尺為1∶1,則小石子出發(fā)點離A點的距離約為(g取 10 m/s2)( ) (導學號51090097)
A.6.5 cm B.10 m C.20 m D.45 m
答案:C
解析:因為AB的時間非常短,所以可以認為小石子到達A點時的速度為
vA=vAB=sABt=(8.5-6.5)10-211 000 m/s=20 m/s,
h=vA22g=2
5、02210 m=20 m.
7.(多選)甲物體的重力比乙物體的重力大6倍,甲從H高處自由落下,乙從2H高處同時自由落下,下列說法正確的是( )
A.兩物體下落過程中,同一時刻甲的速度比乙大
B.下落1 s時(均未落地),它們的速度相等
C.各自下落1 m時(均未落地),它們的速度相等
D.下落過程中甲的加速度比乙大
答案:BC
解析:在同一地點,一切物體自由下落的加速度都相同,因而兩物體下落過程中的運動規(guī)律完全相同,可知D項錯誤;根據(jù)v=gt,可知在下落過程的同一時刻二者速度相等,B項正確,A項錯誤;由h=v22g得v=2gh,h相同時v相同,C項正確.
8.(多選)如圖所示
6、的各v-t圖象能正確反映自由落體運動過程的是( )
答案:BD
解析:由自由落體運動的速度公式vt=gt知,vt與t成正比,圖象是一條過原點的傾斜的直線,所以B、D是正確的.
能力提升
9.(2015山東理綜)距地面高 5 m 的水平直軌道上A、B兩點相距2 m,在B點用細線懸掛一小球,離地高度為h,如圖.小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運動,經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下,小車運動至B點時細線被軋斷,最后兩球同時落地.不計空氣阻力,重力加速度的大小g取10 m/s2.可求得h等于( ) (導學號51090098)
A.1.25 m B.2.25 m
7、 C.3.75 m D.4.75 m
答案:A
解析:B點下方小球比A點處小球晚運動 Δt=lABv=0.5 s,設A點處小球自由落體運動時間為t,則5 m=12gt2,h=12g(t-Δt)2,以上兩式聯(lián)立得,h=1.25 m,故A項正確.
10.用下列方法可以測定重力加速度: (導學號51090099)
(1)如圖所示,讓從水龍頭流出的水滴落到其下方的盤子里,可以清晰地聽到水滴落到盤子的聲音,細心地調(diào)整水龍頭閥門,使第一個水滴落到盤子的瞬間,第二個水滴正好從水龍頭處開始下落;
(2)聽到某滴水落到盤子上的響聲時開始計時,并數(shù)“0”,以后每聽到一次響聲,順次加1,直至數(shù)到“10
8、0”滴,停止計時,秒表上的讀數(shù)為40 s;
(3)用刻度尺量出水龍頭滴水處到盤子的間距為 78.56 cm.
試根據(jù)以上的實驗數(shù)據(jù)求重力加速度.
答案:9.82 m/s2
解析:每滴水在空中的運動時間相等,設為T,由位移公式s=12gt2,g=2sT2=20.785 60.42 m/s2=9.82 m/s2.
11.一個自由下落的物體,到達地面時的速度為10 m/s,此物體是從多高處下落的?在下落過程中所用的時間為多少(g取10 m/s2)?
答案:5 m 1 s
解析:由v=gt得t=vg=1010 s=1 s
由s=12gt2得s=121012 m=5 m.
12.
9、甲、乙兩物體,甲的質(zhì)量為1 kg,乙的質(zhì)量為0.5 kg,甲從距地45 m高處自由落下,1 s后乙從距地30 m高處自由落下,不計空氣阻力.(重力加速度g取10 m/s2) (導學號51090100)
(1)兩物體等高時離地多高?
(2)作出甲、乙兩物體的速度—時間圖象(規(guī)定甲開始下落時刻為計時起點).
答案:(1)25 m (2)見解析:
解析:(1)兩物體的加速度均為g,方向豎直向下,設甲下落時間t1時二者相遇,則12gt12=15 m+12g(t1-1)2,解得t1=2 s,此時兩物體離地高度H=45 m-12gt12=25 m.
(2)甲、乙兩物體均做自由落體運動,故其圖象均為傾斜直線,如圖所示.
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