專題06自由落體運動

|I

|經典基礎題|

一、單選題

（23-24高一上?北京房山?期中）請閱讀下述文字，完成下題。

物理課上，老師做了這樣的實驗：一個兩端封閉的玻璃管，其中一端有一個開關，玻璃管可以與外界

相通。把質量不相同的鐵片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管豎直放置，讓鐵片和羽毛從玻璃管上方同時

開始下落，觀察物體下落的情況，如圖所示。

1.通過觀察實驗，下列說法正確的是（）

A.圖甲為玻璃管內空氣被抽空后的實驗現象B.圖甲中，鐵片和羽毛間距不變

C.圖乙為玻璃管內空氣被抽空后的實驗現象D.圖乙中，鐵片和羽毛均做勻速運動

2.通過實驗可知，如果沒有空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.羽毛先落到玻璃管底端

B.鐵片先落到玻璃管底端

C.羽毛和鐵片同時落到玻璃管底端

D.不管是否抽空空氣，都是鐵片先落到玻璃管底端

3.關于物體做自由落體運動的描述，下列說法不正理的是（）

A.物體豎直向下的運動就是自由落體運動

B.物體下落的快慢與物體質量大小無關

C.在地球上同一地點，不同物體做自由落體運動的加速度大小相同

D.不同物體從空中同一高度處做自由落體運動，落地時的速度大小相同

（23-24高一上?北京房山?期中）請閱讀下述文字，完成下題。

如圖所示為伽利略研究自由落體運動規律時設計的斜面實驗，他讓銅球沿阻力很小的斜面從靜止滾下,

利用滴水計時記錄銅球運動的時間。

4.關于伽利略的"斜面實驗"，下列說法不正確的是（）

A.伽利略測定了銅球運動的位移與時間，進而得出了速度隨位移均勻增加的結論

B.銅球在斜面上運動的加速度比自由落體下落的加速度小，所用時間長得多，時間容易測量

C.若斜面長度一定，銅球從頂端滾動到底端所需時間隨傾角的增大而減小

D.若斜面傾角一定，銅球沿斜面運動的位移與所用時間的平方成正比

5.關于伽利略對自由落體運動的研究，下列敘述不正項的是（）

A.伽利略用實驗直接證實了自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動

B.伽利略采用了“斜面實驗"，"沖淡"了重力的作用，便于運動時間的測量

C.伽利略認為：如果沒有空氣阻力，重物與輕物應該下落得同樣快

D.伽利略把實驗和邏輯推理和諧地結合起來，從而發展了人類的科學思維方式和科學研究方法

（23-24高一上?北京房山?期中）請閱讀下述文字，完成下題。

在距離地面15m高的位置以10m/s的初速度豎直向上拋出一枚網球，觀測到網球上升5m后回落，最

后落回地面。空氣阻力忽略不計，已知網球運動過程中的加速度大小為g=10m/s2,方向豎直向下。若

規定豎直向上為正方向，以拋出點為坐標原點，建立如圖所示一維坐標系。

6.關于網球的位置、位移和路程，下列說法正確的是（）

x/m

4

6

A.網球在落地點的位置坐標為15mB.從最高點到落地點，網球的位移為-20m

C.從拋出點到落地點，網球的位移為15mD.從拋出點到落地點，網球的路程為20m

7.網球拋出后2s末的速度為（）

A.30m/sB.-30m/sC.10m/sD.-lOm/s

8.從拋出時開始計時，下列描述網球運動的圖像正確的是（）

9.（23-24高一上?北京通州?期中）請閱讀下述文字，完成下題。

如圖所示，油畫中描述了伽利略研究自由落體運動規律時的情景。他讓銅球沿傾斜的長直軌道從靜止

開始向下運動，利用滴水計時記錄銅球運動的時間，研究銅球的運動規律。伽利略做了上百次實驗，

結果表明銅球沿斜面滾下的運動是勻加速直線運動。（不計空氣阻力）

⑴在沿軌道向下運動的過程中，關于銅球的速度和加速度大小說法正確的是（）

A.速度先增大后減小，加速度逐漸增大B.速度逐漸增大，加速度逐漸增大

C.速度逐漸增大，加速度逐漸減小D.速度逐漸增大，加速度保持不變

⑵在沿軌道向下運動的過程中，在相等的時間內（）

A.銅球的位移逐漸增大B.銅球的位移保持不變

C.銅球的速度變化量逐漸減小D.銅球的速度變化量逐漸增大

⑶在沿軌道向下運動的過程中，當斜面的傾角一定時，相同質量的銅球從不同高度滾下（）

A.從較高的地方滾下時加速度較大B.從較低的地方滾下時加速度較大

C.加速度一樣大D.無法比較

⑷伽利略進行了合理的外推：如果斜面的傾角增大到90。，這時銅球的運動就是自由落體運動。假設

質量不等的兩個物體從相同高度自由下落，下列說法中正確的是（）

A.不同質量的物體下落加速度相同B.不同質量的物體落地時間不同

C.質量大的物體落地時速度較大D.質量小的物體落地時速度較大

10.（23-24高一上?北京海淀?期中）關于物體做自由落體運動的描述，下列說法不正確的是（）

A.重力大的物體比重力小的物體下落的快

B.物體下落的快慢與物體質量大小無關

C.在地球上同一地點，不同物體做自由落體運動的加速度大小相同

D.不同物體從空中同一點自由落下，落地時的速度大小相同

11.（23-24高一上?北京東城?期中）關于重力加速度，下面說法正確的是（）

A.重力加速度表示自由落體物體運動的快慢

B.重力加速度表示自由落體物體運動的速度變化的大小

C.重力加速度表示自由落體物體運動的速度變化率

D.輕、重物體重力加速度不同

12.（23-24高一上?北京石景山?期中）有一種"傻瓜”相機的曝光時間（快門從打開到關閉的時間）是

固定不變的。為了估測相機的曝光時間，有位同學提出了下述實驗方案：他從墻面上/點的正上方與

/相距〃=L5m處，使一個小石子自由落下，在小石子下落通過4點后按動快門對小石子照相得到如

圖所示的照片，由于小石子的運動，它在照片上留下一條模糊的徑跡C。。已知每塊甚的平均厚度約為

6cm,從這些信息估算該相機的曝光時間最近于（取g=10m/s2）（）

A.0.02sB.0.06sC.0.5sD.0.008s

13.（23-24高一上?北京海淀?期中）以下關于所用物理學的研究方法敘述不正確的是（）

Ay

A.當4-0時，芋就可以表示物體在f時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思維法

△t

B.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質點來代替物體的方法叫假設法

C.在探究自由落體運動規律實驗中，伽利略把斜面實驗的結果推廣到豎直情況,這種方法被稱為“合

理外推"

D.求勻變速直線運動位移時，將其看成很多小段勻速直線運動的累加，采用了微元法

14.（23-24高一上?北京西城?期中）如圖所示，甲同學用手拿著一把長50cm的直尺，并使其處于豎

直狀態；乙同學把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準備。某時刻甲同學松開直尺，直尺保持豎直狀

態下落，乙同學看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻甲度值為20cm；重復以上實驗，乙同學

第二次手抓住直尺乙位置的刻度值為10cm。直尺下落過程中始終保持豎直狀態。若從乙同學看到甲同

學松開直尺，到他抓住直尺所用時間叫“反應時間"，取重力加速度g=10m/s?。則下列說法中錯誤的是

（）

A.乙同學第一次的“反應時間"比第二次長

B.乙同學第一次抓住直尺之前的瞬間，直尺的速度約為4m/s

C.若某同學〃反應時間〃大于0.4s,則用該直尺將無法用上述方法測量他的〃反應時間〃

D.若將尺子上原來長度值改為對應的〃反應時間〃值，則得到的時間刻度是不均勻的

15.（23-24高一上?北京東城?期中）如圖所示，某學習小組利用直尺估測反應時間。甲同學捏住直尺

上端，使直尺保持豎直，直尺零刻度線位于乙同學的兩指之間。當乙看見甲放開直尺時，立即用手指

捏住直尺，根據乙手指所在位置計算反應時間，為簡化計算，某同學將直尺刻度進行了改進，先把直

尺零刻度線朝向下，以相等時間間隔在直尺的反面標記相對應的反應時間（單位為s）刻度線，制作成

了"反應時間測量儀〃，下列四幅圖中反應時間刻度線標度正確的是（）

0.4尸

0.3-

0.2-

B.

0-

0F

D.01

0.2-

0.3-

0.4—

16.（23-24高一上?北京豐臺?期中）如圖所示，某地廣播電視塔對外開放的旅游觀光廳坐落在距地面

約180m的高處。一游客在觀光廳拍照時，手機不慎從手中滑落，做自由落體運動并落到地面（g取

10m/s2）,則下列選項中正確的是（）

A.手機下落7s的速度大小為70m/s

B.手機從下落到落地的平均速度為30m/s

C.手機在第5s內通過的位移大小為125m

D.手機下落一半高度時的速度為30m/s

17.（23-24高一上?北京西城?期中）如圖所示，在一個桌面上方有三個金屬小球。、b、c,離桌面高度

分別為hr.h2：加=3：2：1,若先后順次釋放。、b、c,三球剛好同時落到桌面上，不計空氣阻力，則

A.三者到達桌面時的速度之比是6后：1

三者運動時間之比為3：2：1

6與。開始下落的時間差等于c與6開始下落的時間差

D.6與a開始下落的時間差大于c與b開始下落的時間差

二、多選題

18.（23-24高一上?北京延慶?期中）如圖所示為伽利略研究自由落體運動規律時設計的斜面實驗，他

讓銅球沿阻力很小的斜面從靜止滾下，利用滴水計時記錄銅球運動的時間。關于伽利略的"斜面實驗”,

下列說法正確的是（）

A.伽利略測定了銅球運動的位移與時間，進而得出了速度隨位移均勻增加的結論

B.銅球在斜面上運動的加速度比自由落體下落的加速度小，所用時間長得多，時間容易測量

C.若斜面長度一定，銅球從頂端滾動到底端所需時間隨傾角的增大而增大

D.若斜面傾角一定，銅球沿斜面運動的位移與所用時間的平方成正比

19.（23-24高一上?北京海淀?期中）在用打點計時器研究自由落體運動的實驗中，一組同學得到了一

條較為理想的紙帶如圖所示，在紙帶上選取三個連續打出的點/、8、C,測得它們到起始點。的距離

分別為幻、飽、%。已知打點計時器打點的周期為7,以下說法中正確的是（）

A.利用公式丫=再計算重物速度

B.利用該紙帶計算得到當地重力加速度大小為色土紇3

T2

C.因存在空氣阻力和摩擦力阻力的影響，使得當地重力加速度的測量結果偏小

D.采用多次測量取平均值的方法可以減小實驗的偶然誤差

20.（23-24高一上?北京海淀?期中）制作一把“人的反應時間測量尺”。如圖所示，A同學用手捏住直尺

的頂端，8同學用手在直尺0刻度位置做捏住直尺的準備，但手不碰到直尺。在/同學放手讓直尺下

落時，5同學立刻捏住直尺，讀出5同學捏住直尺的刻度，就可以粗略確定5同學的反應時間。若把

刻度尺的長度刻度對應標注為"時間"刻度，使它變為"人的反應時間測量尺"，下列說法正確的是（）

A.反應時間測量尺上，各相鄰時間刻度值間的長度不等

B.捏住30cm處的反應時間比捏住25cm處的反應時間短

C.20cm刻度所對應的時間刻度約為0.4s

D.反應時間的平方與捏住直尺所在處的刻度值成正比

21.（23-24高一上?北京海淀?期中）如圖所示，某同學拿一個長約1.5m的玻璃筒，一端封閉，另一端

有開關，把形狀和質量都不相同的金屬片和小羽毛放到玻璃筒里。第一次打開開關使管內空氣與大氣

連通，把玻璃筒倒過來，觀察這些物體下落的情況。第二次他把玻璃筒里的空氣抽出去，關閉開關，

把玻璃筒倒立過來，再次觀察物體下落的情況。則以下說法中錯誤的是（）

「二；

A.抽氣前，金屬片和羽毛下落的時間相同

B.抽氣后，金屬片和羽毛下落的時間相同

C.抽氣后，在赤道和北京分別做該實驗，金屬片下落的時間相同

D.抽氣前和抽氣后，羽毛下落均可近似看作自由落體運動

22.（23-24高一上?北京東城?期中）科學研究發現：在月球表面沒有空氣，重力加速度約為地球表面

重力加速度的士，若宇航員登上月球后，在空中同一高度處同時由靜止釋放羽毛和鉛球，忽略地球和

其他星球對它們的影響，則以下說法中正確的是（）

A.羽毛和鉛球會同時落到月球表面B.鉛球比羽毛球先落到月球表面

C.羽毛和鉛球落到月球表面的速度相同D.鉛球比羽毛落到月球表面的速度大

23.（23-24高一上?北京西城?期中）不計空氣阻力，同時將一重一輕兩石塊從同一高度自由下落，重

力加速度取g=10m/s2則兩者（）

A.在任一時刻具有相同的加速度、位移和速度。

B.在下落這段時間內平均速度相等。

C.在第1s內、第2s內、第3s內位移之比均為1：4：9.

D.第3秒的平均速度為25m/s

24.（23-24高一上?北京東城?期中）科技館中的一個展品如圖所示，在較暗處有一個不斷均勻滴水的

水龍頭，在一種特殊的間歇閃光燈的照射下，若調節間歇閃光間隔時間正好與水滴從/下落到B的時

間相同，可以看到一種奇特的現象，水滴似乎不再下落，而是像固定在圖中的“、8、C、。四個位置

不動，對出現的這種現象，下列描述正確的是（g取10m/s2）（）

A.水滴在下落過程中通過相鄰兩點之間的時間滿足以行加c=/sB.閃光的間隔時間是X2s

10

C.水滴在相鄰兩點間的平均速度滿足乃8：埒c：%=1：4:9D.水滴在各點的速度之比滿足

:vc:=1:3:5

25.（23-24高一上?北京海淀?期中）下列反映速度v,位移X、加速度a隨時間，變化的圖像中，與自

由落體運動規律相符合的是（）

三、解答題

26.（23-24高一上?北京豐臺?期中）全紅嬋在杭州亞運會十米跳臺項目勇得金牌。已知全紅嬋從離水

面高度為〃=10m的平臺上跳水，她在空中的運動可以視為自由落體運動，落水后做勻減速直線運動，

當速度為零時入水深度為4m。運動過程中可將她視為質點，重力加速度g=10m/s2,求：

（1）全紅嬋在空中運動的時間；

（2）全紅嬋剛落水時的速度大小；

（3）定性畫出全過程的四圖像，并計算落水后的加速度。

27.（23-24高一上?北京西城?期中）一個物體從“高處自由下落，經過最后35m所用的時間為1s,

g=10m/s2,空氣阻力忽略不計，求

（1）下落最后1s的初速度v

（2）物體下落的總時間T

（3）物體下落的高度〃。

28.（23-24高一上?北京房山?期中）如圖所示，跳傘運動員做低空跳傘表演，他離開懸停的飛機后自

由下落。一段時間后，打開降落傘，以12.5m/s2的加速度勻減速下降了99m落至地面，落地速度大小

是5m/s。（gIX10m/s2）

（1）求運動員打開降落傘時的瞬時速度大小；

（2）離開飛機后，運動員經過多長時間才能到達地面?

29.（23-24高一上?北京東城?期中）（1）通過豎直上拋運動的V-/圖像與坐標軸圍成面積的物理意義,

證明從拋出到落回拋出點的過程中；落回到拋出點時速率等于拋出時的速率且上升的時間等于下落時

間；

（2）如圖所示，將質量加=0.2kg的小球，從地面上方/?=0.8m處以v0=3m/s的速度豎直上拋，不計空氣

阻力，求：從拋出到落地，共需多長時間冷（g=10m/s2）

Vo

30.（23-24高一上?北京順義?期中）下雨時雨水從屋檐滴落是生活中常見的現象。雨滴從距地面高度

力=45m的屋檐無初速度滴落，雨滴可看成質點且處在無風無阻力的環境中，g取10m/s2,求：

（1）雨滴經多長時間落地；

（2）雨滴落地時速度的大小；

（3）雨滴落地全過程平均速度大小？

31.（23-24高一上?北京豐臺?期中）假設某高樓陽臺上的花盆因受擾動而掉落，掉落過程可看作自由

落體運動。有一輛長L=8m的貨車，在樓下以v0=9m/s的速度勻速直行要經過陽臺的正下方。已知

花盆剛開始下落時貨車車頭距花盆的水平距離為L=24m（如圖所示，花盆可視為質點，重力加速度g

=10m/s2）陽臺距貨車的豎直距離為H=45m,請回答以下問題：

（1）若司機沒有發現花盆掉落，貨車保持v°=9m/s的速度勻速直行，通過計算說明貨車是否會被花

盆砸到；

（2）若司機發現花盆掉落，立即采取措施，司機反應時間△/=!5,為了使貨車恰好避開花盆，司機可

以采取加速或減速的措施（此過程可視為勻變速直線運動），請你選擇一種措施來計算貨車的加速度。

32.（23-24高一上?北京豐臺?期中）高空拋物現象被稱為“懸在城市上空的痛"。數據表明：一粒從25

樓落下的拇指大小的石子也可能讓路人當場殞命。為了杜絕高層住戶向窗外隨意丟棄雜物的陋習，有

人提出如下設想：在底層住戶窗戶上、下窗沿安裝光電傳感裝置，可以利用自由落體運動規律推測丟

棄雜物的用戶樓層高度。小明測量發現層高3.0m,底層住戶窗戶的上窗沿/、下窗沿5的高度差工為

1.2m。某次光電傳感裝置檢測到某雜物經過該窗戶的時間ZV為0.04So重力加速度g取10m"。

（1）小明同學首先估算出石子在通過上窗沿/點時的瞬時速度出，具體步驟如下：

VA=—=-^-m/s=30m/s

ADt0.04

經過討論老師肯定了小明的做法，請你說一說小明計算/點瞬時速度方法的合理性;

（2）假設雜物做自由落體運動，請你在小明計算的基礎上，估算雜物是從幾層掉下來的？

（3）假設雜物做自由落體運動，請根據自由落體的運動規律，求解拋出點距上窗沿”的距離〃。（已

知量要代入具體數值，但不需要求解方程）。

優選提升題

一、解答題

1.（23-24高一上?北京房山?期中）有一種照相機，其光圈（進光孔徑）隨被拍攝物體的亮度自動調節,

而快門（曝光時間）固定不變。此相機拍攝的石子從磚墻前的某一高度處自由落下的照片，如圖甲所

示。由于石子的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知曝光時間為0.02s,每塊磚的平均厚度

為6.0cm。（不計空氣阻力，glX10m/s2）

（1）計算石子經過時的平均速度大小；

（2）估算石子下落點到/點的高度；

（3）頻閃攝影也是研究變速運動常用的實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態，頻閃儀每

隔一定時間T發出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的

位置，如圖乙所示為小球自由下落的頻閃照片示意圖，照片中的數字是小球落下的距離，單位是厘米。

a.判斷小球運動是否為勻變速運動，并寫出理由；

b.如果要通過這幅照片測量自由落體的加速度，可以采用哪幾種方法？

（至少寫出兩種測量方案）

2.（23-24高一上?北京通州?期中）低空跳傘是近些年興起的一項極限運動，跳傘運動員離開平臺后先

自由落體，再打開降落傘減速落地。某科技小組嘗試通過實驗模擬低空跳傘，如圖所示，用一個重物

來模擬跳傘運動員，重物上方固定一個可以遙控打開的降落傘。一個學生從距地面某高度將重物靜止

釋放，重物與降落傘一同下落，這個過程可以看成自由落體運動。在距地面6m時由站在地面的同學

遙控打開降落傘，之后重物和降落傘繼續沿原方向以2m/s2大小的加速度做勻減速直線運動，到達地

面時重物的速度為：Lm/s,g取lOm/s?。求：

（1）打開降落傘時重物的速度vo-,

（2）重物從釋放到落地的總時間才；

（3）在圖中繪制