2024年自由落体运动（教师版含解析）.docx

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1、Ol自由落体运动1. 一个物体做自由落体运动，那么在任意一秒内（）A.物体的末速度一定等于初速度的9.8倍8 .物体的末速度一定比初速度大19.6msC.物体的位移一定等于前一秒内位移的9.8倍D.物体的位移一定比前一秒内的位移大9.8m【答案】D【详解】AB.根据速度的公式V = /可得，任意一秒内物体的末速度与初速度的差值为故AB错误；CD.自由落体运动是匀变速直线运动，根据A 二 可得，任意一秒内物体的位移比前一秒内位移大9 .8m ,故C错误，D正确。故选D。2. 一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动，到达地面，若把它在空中运动的距离分为相等的三段，如 果它在第一段距离内的时间是1s

2、,则它在第三段距离内的时间是（）A. 3-2sB. 3sC. 2sD 3-1s【答案】A【详解】设每段距离为Zz,则由自由落体运动规律可得则从开始到下落2。过程则从开始到下落3/z过程它在第三段距离内的时间为联立解得：l = （3 2）s ；故选Ao3 .如图所示，竖直悬挂一根长15m的直杆，在杆的正下方距杆下端5m处有一观察点A,当杆自由下落时，（g取IOms2）,则杆全部通过A点所需的时间为（）A. IsB. 2sC. 3sD. 4s【答案】A【详解】根据可得杆全部通过A点所需的时间为故选Ao4 .假设一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2kg的物体从一定的高度自由下落，测

3、 得在第5s内的位移是18m （未落地），贝h）A.该星球的重力加速度g=4ms2B.物体在第5s内的平均速度大小是3.6msC.物体在前2s内的位移大小是20mD.物体在2s末的速度大小是20ms【答案】A【详解】A.设该星球表面的重力加速度为g,由自由下落在第5s内的位移是18m,可得其中 = 5s , Z2 = 4s 得故A正确；B.物体在第5s内的平均速度大小为故B错误；C.物体在前2s内的位移大小是故C错误；D.物体在2s末的速度大小为故D错误；故选Ao5. 一根矩形杆的长1.45m,从某一高处作自由落体运动，在下落过程中矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3so则矩形杆的下端到达窗口

4、上端的速度和矩形杆下端的初始位置到窗台的高度差为（g取IOm人2）分别 为（）A. v=8msB. v=10msC. z=5mD. z=6m【答案】B【详解】AB.设杆长为L窗口高度为九杆的下端到达窗口上沿的速度为W,在矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3s的过程中，由位移公式解得B正确，A错误；CD.设杆的下端到窗口上沿的高度为力。杆的下端到达窗台的高度为CD错误。故选B。6. 一物体从空中自由下落至地面，若其最后IS的位移是第IS位移的/倍，忽略空气阻力，则物体下落时 间是()A. (n2+l) sB.+ Ac. (-l)sD.T)S22【答案】B【详解】物体做自由落体运动，第IS位移为1

5、 94 =5助设物体下落时间为则最后IS的位移为2hl =ggd _gg(I)2故选B。7. 一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第1秒内的位移是它落地前最后一秒内位移的一半，g取10ms2,则它开始下落时距地面的高度为()A. 5mB. 20mC. .25mD. 31.25m【答案】C【详解】因为物体做自由落体运动，所以第一秒内的位移最后一秒内的位移解得故物体下落时，距离地面高度故ABD错误，C正确。故选C。8. 一物体做自由落体运动，先后经过空中M、N两点的速度分别为VI和V2,则下列说法中正确的是OA. M、N间的距离为岭一% B.在M、N段的平均速度为以以2g2C.通过M、N段所用

6、的时间为乜二D.通过M、N段中点时的速度为以二乜 g2【答案】ABC【详解】自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。A.根据公式得、N间的距离/?=一,故A正确；2gB.根据匀变速直线运动平均速度推论可知，在M、N段的平均速度为故B正确；C.根据速度公式可知通过“、N段所用的时间为故C正确；D.设、N段中点的速度为v,前半段有后半段有联立解得设N、N段中点的速度为故D错误。故选ABC09.如图，一长L = O.05m的铁链用短绳悬挂在天花板上，铁链正下方z = 0.2m处竖直放置一长度也为反 内径比铁链直径稍大的钢管.剪断轻绳，铁链由静止开始下落，不计空气阻力，取g=10ms2,

7、则O A.铁链上端刚要进入钢管时的速度大小为百m/sB.铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为2msC.铁链通过钢管的时间为0.3sD.铁链通过钢管的时间为0.1S【答案】ABD【详解】A.根据速度位移公式v1=2gh可得铁链上端刚要进入钢管时的速度大小为故A正确；B .根据速度位移公式v2=2gh铁链下端刚要穿出钢管时的速度大小为故B正确；CD.根据可得铁链下端刚要进入钢管时运动的时间铁链上端刚要穿出钢管的运动时间为铁链通过钢管的时间为At=t2-t=Os故C错误，D正确。故选ABDo10 .有一质点从某一高度处自由下落，开始的;高度用时为3重力加速度为g,贝h)A.物体自由下落!高度所用的时间

8、为逅/ 22B.物体落地所用的时间为交c.物体自由下落4高度时的速度为走空 22D.物体落地时的速度为gg%【答案】AD【详解】AC.根据题意可得设物体自由下落3高度所用的时间为m则有联立上式解得则物体自由下落!高度时的速度为2A正确，C错误；BD.设物体落地所用的时间为功 则有联立解得物体落地时的速度为B错误，D正确。故选ADo11 .在某次军事演习中，空降兵从悬停在空中的直升机上跳下，当下落到距离地面适当高度时，打开降落 伞，最终安全到达地面，空降兵从跳离飞机到安全到达地面的过程中在竖直方向的VT图像如图所示， 则以下判断正确的是（）A.空降兵在0到九时间内做自由落体运动B.空降兵在九到/

9、2时间内的加速度方向竖直向上，大小在逐渐减小C.空降兵在。到九时间内的平均速度是,力2D.空降兵在力到/2时间内的平均速度小于;（匕+ %）【答案】BD【详解】A.在。到九时间内图像的斜率在减小，加速度在减小，所以空降兵不是做自由落体运动，故A错误；B.在九到,2时间内的速度为正在减小，所以空降兵做竖直向下的减速运动，因此加速度方向竖直向上， 又因为图线的斜率在减小，所以加速度在减小，故B正确；C.从图像可知空降兵在。到九时间内的位移大于从速度为0做匀变速运动到V2的位移，所以平均速度 大于;，故C错误；D.空降兵在人到勿时间内的的位移小于从速度为V2做匀减速运动到也的位移，所以平均速度小于故

10、选BDo12. 一物体自距地面高H处自由下落，经落地，此时速度为V,贝U( )a. L时物体距地面高度为Ob. L时物体距地面高度为之”2224C.物体下落乜时速度为凹D.物体下落乜时速度为YZV 2222【答案】BD【详解】AB.设经工时物体下落的高度为九则有2解得故此时物体距地面高度为故A错误B正确；HCD.设物体下落一时速度为小，则有2解得故C错误D正确。故选BD013 .雨后，屋檐上还在不断滴着水滴，如图所示。小红认真观察后发现，这些水滴都是在质量积累到足够 大时才由静止开始下落。她测得窗户的高度为力=1.4m。她通过速度传感器测得水滴下落到窗台时的速 度大小为8ms, g取IOm/S

11、z,试计算：屋檐到窗台的距离”；(2)水滴经过窗户的时间。【答案】(l)3.2m; (2)0.2s【详解】(1)水滴下落至窗台通过的距离为(2)设水滴下落至窗户上边缘的时间为*则有水滴下落至窗台的时间为%2,则有水滴经过窗户的时间为联立解得：At = 0.2s14 .钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为40ms, g取IOm/Sz,(1)它开始下落时离地的高度是多少？(2)它在第3s内的平均速度是多少？(3)它在最后IS内下落的高度是多少？【答案】(l)80m； (3)25ms; (3)35m【详解】(1)设钢球下落的高度为H ,则据匀变速直线运动公式v2=2gH,得(3

12、)它在第3s内的平均速度是则据平均速度的定义得(3)设它在最后IS内下落的高度为15 .在某大型游乐场中有一台游戏机叫“跳楼机”。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将 座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面一定高处，然后由静止释放，座椅沿轨道自由下落到离地28.8m处 后，开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做加速度为2.5ms2的匀减速运动，下落到地面时速度刚好减小 到零(取g=10ms2) O求:(1)游客下落过程中的最大速度是多少？(2)座椅被释放时的高度为多少？(3)从开始释放到落地共用时多少？【答案】24m/s； (2)144m;12s【详解】(1)游客下落过程中的最大速度是解得(2

13、)座椅被释放时的高度为h解得(3)从开始释放到落地16 .在一次低空跳伞训练中，当直升机悬停在离地面H=224m高处时，伞兵离开飞机做自由落体运动.运 动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以q=12.5 ms2的加速度匀减速下降.为了伞兵的安全，要求 伞兵落地速度最大不得超过v=5 ms,取g=10ms2,求：(1)伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？(2)伞兵在空中的最短时间为多少？【答案】99m；8.6s.【详解】设伞兵展伞时，离地面的高度至少为l,此时速度为%,则有:又：联立并代入数据解得：(2)设伞兵在空中的最短时间为上 伞兵离开飞机做自由落体运动则有：解得：伞兵加速度匀减速下降过程：

14、故所求时间为：17 .某校物理兴趣小组，为了了解高空坠物的危害，将一只鸡蛋从离地面高为=.25m的高楼面上由静止 释放，让其自由下落，下落途中通过一个窗口的时间为ar=0.1s,窗口的高度为L=I.05m,忽略空气阻力， 重力加速度g取10ms2,求：(1)鸡蛋落地时的速度大小v；(2)鸡蛋落地前最后Is内的位移x；(3)高楼面离窗的上边框的高度瓦【答案】(l)15ms; (2)10m,方向竖直向下;(3)5m【详解】由可知鸡蛋落地所需时间为所以鸡蛋落地时的速度大小(2)鸡蛋下落0.5s内的位移因此鸡蛋落地前最后IS内的位移方向竖直向下；(3)鸡蛋从高楼面下落到窗口上边框鸡蛋从高楼面下落到窗口下边框代入数据，解方程组可得18 .如图1所示是某科技馆内的空中悬浮的娱乐风洞装置，通过制造和控制向上气流把人“吹，起来，体验太 空飘浮的感觉，图2为圆柱形竖直管道的简化示意图。现有一位游客悬浮在A点，气流突然消失，游客 开始做自由落体运动，当下落到B点时立即开启更强的气流，使气流对游客的向上冲击力，游客经t=0.3s 匀减速下落到。点时速度恰好减为零。已知A、B两点间的高度差z=4.05m,重力加速度g=10ms20 (1)求游客体验到自由落体运动的时间；(2)求B、C两点间的高度差；(3)求