高中物理---自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究练习

高中物理---自由落体运动、伽利略对自由落体运动的研究练习

A组(20分钟)

1.17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时,提出了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于()

A.等效替代

B.实验归纳

C.理想实验

D.控制变量

解析:伽利略的斜面实验是在实验基础上进行“合理外推”得到落体运动规律的,属于理想实验,选项C正确.

答案:C

2.关于自由落体运动,以下说法正确的是()

A.从静止开始下落的物体必做自由落体运动

B.物体开始下落时,速度为零,加速度也为零

C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大

D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量

答案:D

3.做自由落体运动的物体运动的时间取决于()

A.物体的重力

B.物体下落的高度

C.物体的速度

D.物体的加速度

解析:由位移时间关系式h=gt2,得t=,所以做自由落体运动的物体运动的时间由下落的高度决定.

答案:B

4.甲、乙两物体的质量之比为1∶2,甲、乙两物体所在的位置高度之比为2∶1,它们各自做自由落体运动,则()

A.落地时的速度之比是∶1

B.落地时的速度之比是1∶1

C.下落过程中的加速度之比是1∶2

D.下落过程中加速度之比是2∶1

解析:由v2=2gh得v=,落地时的速度之比为∶1,物体做自由落体运动时,加速度都相同,等于重力加速度.

答案:A

5.A、B两小球从不同高度自由下落,同时落地,A球下落的时间为t,B球下落的时间为,当B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为()

A.gt2

B.gt2

C.gt2

D.gt2

解析:A球下落高度为h A=gt2,B球下落高度为h B=g()2=gt2,当B球开始下落的瞬间,A、B两球的高度差为Δh=h A-g()2-h B=gt2,所以选项D正确.

答案:D

6.一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是9.8 m/s,经过另一点时的速度是39.2 m/s,求这两点间的距离和经过这段距离所用的时间.(g取9.8 m/s2)

解析:由v2-=2gh得两点间的距离

h==73.5 m

经过这段距离所用的时间

t==3 s.

答案:73.5 m 3 s

7.导学号19970059

屋檐定时滴出水滴,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴正分别位于高1 m的窗户的上、下沿,如图所示.g取10 m/s2,问:

(1)滴水的时间间隔是多少?

(2)此屋檐离地面多高?

解析:(1)设滴水时间间隔为t,第2滴运动时间为3t,第3滴运动时间为2t,加速度g=10 m/s2根据h=gt2,第2滴与第3滴的位移差为g(3t)2-g(2t)2=1 m

解得t=0.2 s.

(2)屋檐离地高度为第1滴水的位移,即

H=g(4t)2=×10×(4×0.2)2 m=3.2 m.

答案:(1)0.2 s (2)3.2 m

B组(20分钟)

1.(多选)下图大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程,以下对于此过程的分析,正确的是()

A.其中甲、乙、丙图是实验现象,丁图是经过合理的外推得出的结论

B.其中丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理的外推得出的结论

C.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显

D.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显

解析:因为物体下落得太快,伽利略无法测量物体自由下落的时间,为了使物体运动速度变慢,伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题.甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是可以“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显.而之所以采用了不同倾角的斜面,则是观察其规律性,形成外推的实验基础,而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论,故选项A、D

正确.

答案:AD

2.(多选)从某一高度先后由静止释放两个相同的小球甲和乙,若两球被释放的时间间隔为 1 s,在不计空气阻力的情况下,它们在空中的运动过程中()

A.甲、乙两球的距离越来越大,甲、乙两球的速度之差越来越大

B.在相等的时间内甲、乙两球速度的变化量相等

C.甲、乙两球的距离越来越大,甲、乙两球的速度之差保持不变

D.甲、乙两球的距离始终保持不变,甲、乙两球的速度之差保持不变

解析:甲、乙两球之间的距离之差v甲-v乙=g(t+1 s)-gt=g;甲、乙两球之间的距离之差为

Δx=x甲-x乙=g(t+1 s)2-gt2=gt+,可见甲、乙两球的距离越来越大;物体速度的变化Δv=gt,所以相等的时间内甲、乙两球速度的变化量相等.

答案:BC

3.

(多选)一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来,一同学用手固定B,此时A、B间距为

3l,A距地面为l,如图所示.由静止释放A、B,不计空气阻力,且A、B落地后均不再弹起.从释放开始到A落地历时t1,A落地前的瞬时速率为v1,从A落地到B落在A上历时t2,B落在A上前的瞬时速率为v2,则()

A.t1>t2

B.t1=t2

C.v1∶v2=1∶2

D.v1∶v2=1∶3

解析:由题意可知l=,l+3l=a(t1+t2)2,故t1=t2,选项A错误,B正确;而v1=at1,v2=a(t1+t2),故

v 1∶v

2

=1∶2,选项C正确,D错误.

答案:BC

4.导学号19970060

如图所示,A、B两小球用长为L的细线连接悬挂在湖面的高空中,A距湖面高度为H,释放A 球,让它们自由下落,测得它们落水声时间相差Δt(s),如果球A距水面的高度H减小,则Δt 将()

A.增大

B.不变

C.减小

D.条件不足,无法确定

解析:设B、A下落到水面的时间分别为t1和t2,则

H-L=①,H=②,而Δt=t

2-t

1

③,由①②③得Δt=)=,所以H减小时,时间Δt增大,A对.

答案:A

5.

有一条竖直悬挂起来的长为4.2 m的细杆AB,在杆的正下方离B端0.8 m的地方有一个水平放置的圆环C,若让杆自由下落(g取10 m/s2).求:

(1)从杆下落开始,上端A及下端B到达圆环所经历的时间;