2.5-2.6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究每课一练(人教版必修1)

2.5-2.6自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究
题组一伽利略对自由落体运动的研究
1.在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了用来描述物体的运动的概念，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有
力地推进了人类科学的发展（）
A .亚里士多德
B .伽利略
C.牛顿 D .爱因斯坦
答案B
解析在物理学发展史上，是伽利略建立了物理学的正确的研究方法，推进了人类科学的发展.
2.伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图1所示的斜面实验.下列哪些方法是他
在这个实验中采用过的（）
图1
A.用水钟计时
B .用打点计时器打出纸带进行数据分析
X
C.改变斜面倾角，比较各种倾角得到的孑的比值的大小
D .将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动
答案ACD
解析在这个实验中要记录时间和位移，当时是用水钟计时的，选项B错误，选项A
X
正确；伽利略在实验中不断改变斜面的倾角，分别求出比值孑，进行分析，选项C正确；当
倾角等于90°时，小球做自由落体运动，选项D正确.
3•伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始
滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论是（）
A .倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比
B .倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D .斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
答案B
解析伽利略在著名的斜面实验中得出倾角一定时，?的比值保持不变，推出小球在斜
x
面上的速度与时间成正比，选项A错误，选项B正确；倾角不同，?的比值不同，即斜面长
度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，且倾角越大，速度越大，所用时间越短，选项C、D错误.
题组二自由落体运动及自由落体加速度
4. 下列关于重力加速度的说法正确的是（）
A .重力加速度g是标量，只有大小，没有方向
B .在地球上不同地方，g的大小是不同的，但差别不大
C.在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的
D •纬度越低的地方，重力加速度g值越小
答案BCD
解析重力加速度是矢量，方向总是竖直向下.地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度是相同的，地球上不同地方g的大小是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g值越小.故正确答案为B、C、D.
5. 在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是（）
A•它们受到的空气阻力对运动的影响相同
B .忽略空气阻力，它们的加速度相等
C.忽略空气阻力，它们落地的速度不等
D .忽略空气阻力，它们下落的时间相等
答案BD
解析大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由于它们的重力不同，故
阻力对运动的影响不同，A错误•在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等.因下落高度相等，故下落时间相等，落地速度相等，所以B、D正确，C错误.
6•关于自由落体运动，下列说法正确的是（）
A .物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动
B .如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动
可视为自由落体运动
C .跳伞运动员从飞机上由静止开始下落，忽略空气阻力，打开降落伞以前的运动是自 由落体运动，打开降落伞以后的运动不是自由落体运动
D •一雨滴从屋顶落下，途中经过一个窗子，雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运 动（不计空气阻力）
答案 BC
解析 自由落体运动是从静止开始、
只在重力作用下的运动，自由落体运动必须同时满
足这两个条件.A 选项中没有明确物体只受重力作用，故
A 错误.D 中雨滴经过窗子的这
7.—个做自由落体运动的物体，下落速度 v 随时间t 变化的图象如图所示，其中正确
的是（ ）
比，即t * h , C 对.
9. 一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地
面，把它在空中运动的时间分为 相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是 1.2 m ，
那么它在第三段时间内的位移是
（
）
A . 1.2 m
B . 3.6 m
段运动
D 错误，故B 、C 正确.
答案 D
解析 自由落体运动的速度 v = gt , g 是常数，故下落速度 v 与时间t 成正比，D 正确. &用如图2所示的方法可以测出一个人的反应时间, 开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为 者的反应时间为t ,则下列说法正确的是（
）
A . t * h C . t * h 答案 C 1
B
. t * h
2
D . t * h
g 为常数，故t 与h 的平方根成正
A
B
C
D
解析
因为自由落体加速度
C. 6.0 m
D. 10.8 m
答案C
解析该自由落体运动将时间分成了相等的三段，由其规律知：第T内、第2T内、第
3T 内、…、第nT 内的位移之比为 XI ：H ：皿:…：n = 1 3 ：：…：2n — 1），第一段时间的位移为 1.2 m ,则第三段时间的位移为
x = 1.2X 5 m = 6.0 m ，故选C.
题组三自由落体运动规律的应用
2
10.
物
体从离地面45 m 高处做自由落体运动（g 取10 m/s ），则下列选项中正确的是（
）
A .物体运动3 s 后落地
B .物体落地时的速度大小为
30 m/s
C .物体在落地前最后 1 s 内的位移为25 m
D .物体在整个下落过程中的平均速度为 20 m/s
答案 ABC
解析由h = |gt 2得t=“罟=3 s
、 1 2 1 2
最后 1 s 内位移 ^h = 2gt 3 — §gt 2= 25 m 落地速度v = gt = 30 m/s
h 45
全程的平均速度 v = = -3- m/s = 15 m/s
11.
如图3所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底
■■ 厂 I, T 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 - I ' ; * I 置.连续两次曝光的时间间隔均为 T ,每块砖的厚度为
d.根据图中的信息，下列
三三三
| ；卢 ~~r 判断正确的是（
） - -----
'
A .位置“ 1”是小球释放的初始位置 图3
B .小球做匀加速直线运动
C .小球下落的加速度为 半
答案 BCD
解析 由题图可知相邻时间间隔内通过的位移分别为
2d 、3d 、4d 、5d ，所以小球做匀
D .小球在位置“ 3”的速度为 7d
2T
加速直线运动，位置“1”不是小球释放的初始位置，由位移差A X= aT2得小球下落的加速
d —度为a=卡，小球在位置“ 3”的速度为v 3d + 4d 7d 2T = 2T.
题组四 自由落体运动规律的应用
12. —条铁链AB 长0.49 m ，将A 端悬挂使它自由下垂，然后让它自由下落，求整条铁 链通过悬点下方 2.45 m 处小孔0时需要的时间.(g 取10 m/s 2)
答案 7.4 X 10「2 s
解析 以B 端为研究对象，当 B 端到达0点时，所需的时间为
t i ,其位移为
h i ,当A 端到达0点时，B 端自由下落的位移为 h 2= 2.45 m ，所需的时间为t 2,由 图可知：
2
s.
13.
跳伞运
动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动•当距离地面 125 m
时打开降落伞，伞张开后运动员就以 14.3 m/s 2的加速度做匀减速直线运动，到达地面时的
速度为5 m/s ，取g = 10 m/s 2.问：
(1) 运动员离开飞机时距地面的高度为多少？
(2) 离开飞机后，运动员经过多长时间才能到达地面？ 答案 (1)305 m (2)9.85 s 解析(1)设自由下落的高度为
h ,则此时速度为V 1=，J 2gh
打开伞减速过程满足： v 2 — V 1 = 2 a Ah 式中 V 2= 5 m/s , a =— 14.3 m/s 2, A h = 125 m 解得h = 180 m
所以总高度为： H = h + A h = 180 + 125 m = 305 m
V 2— V 1 5 — 60
第二过程经过的时间是：t 2=
= sP.85 s a —14.3 所以总时间为t = t 1+ t 2= 9.85 s
h 1 = 2.45 m — 0.49 m = 1.96 m ,
B
h 1
= 2gt 1 , h 2 = 2gt 2 , t = t 2 — t 1 =
第一过程经过的时间是:。