人教版高中物理必修第1册课后习题 第二章 匀变速直线运动的研究 4 自由落体运动.docVIP

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4自由落体运动

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.(多选)伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是()

A.其中的甲、乙、丙图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论

B.其中的丁图是实验现象,甲、乙、丙图是经过合理的外推得到的结论

C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使时间更容易测量

D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显

解析甲、乙、丙均是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论,选项A正确,B错误;伽利略的时代无法直接测定瞬时速度,就无法验证v与t成正比,伽利略通过数学运算得到,若物体初速度为零,且速度随时间均匀变化,即v正比于t,那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比,只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化。由于伽利略时代靠滴水计时,不能测量自由落体所用的时间,伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下,由于沿斜面下滑时加速度减小,所用时间长得多,所以容易测量。这个方法叫“冲淡”重力,选项C正确,D错误。

答案AC

2.(四川乐山高一期末)下图是一张在真空实验室里拍摄的羽毛与苹果同时下落的局部频闪照片。已知频闪照相机的频闪周期为T。下列说法正确的是()

A.x1、x2、x3一定满足x1∶x2∶x3=1∶3∶5

B.羽毛下落到B点的速度大小为x

C.苹果在C点的速度大小为2gT

D.羽毛下落的加速度大小为x

解析只有初速度为零的匀变速直线运动,从开始计时起,连续相等时间内位移之比为x1∶x2∶x3=1∶3∶5,A点不一定是起点,A错误;羽毛下落到B点的速度大小为v=x1+x

答案D

3.(湖南湘潭高一期中)如图所示,甲同学用手拿着一把长50cm的直尺,并使其处于竖直状态;乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。某时刻甲同学松开直尺,直尺保持竖直状态下落,乙同学看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为20cm;重复以上实验,乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm。直尺下落过程中始终保持竖直状态。若从乙同学看到甲同学松开直尺,到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”,重力加速度g取10m/s2。则下列说法正确的是 ()

A.乙同学第一次抓尺的“反应时间”约为0.1s

B.乙同学第二次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为4m/s

C.若某同学的“反应时间”大于0.3s,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”

D.若将尺子上的长度值改为对应的“反应时间”值,则可用于直接测量“反应时间”

解析由题可知,设下落的距离为x,反应时间为t,则有x=12gt2,解得t=2xg,第一次x1=0.2m,解得t1=0.2s,乙同学第一次抓尺的“反应时间”约为0.2s,选项A错误;乙同学第二次抓住直尺的瞬间,v=2gx2=2×10×0.

答案D

4.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图像可能正确的是 ()

解析小石子做自由落体运动,是初速度为零的匀加速运动,其速度图像为过原点的倾斜直线,选项D正确。

答案D

5.跳水运动员训练时,从10m跳台双脚朝下由静止自由落下,某同学利用手机连续拍摄了多张照片。选取其中两张照片,根据比例运算可知,运动员双脚离水面的实际高度分别约为8.2m和5.0m。由此估算手机拍摄这两张照片的时间间隔为()

A.2×10-2s B.2×10-1s

C.4×10-2s D.4×10-1s

解析运动员做自由落体运动,设下落到距水面为8.2m时所需时间为t,则H-h=12gt2,设下落到距水面为5.0m时,下落的时间为t+T,则H-h=12g(t+T)2,联立解得T=4×10

答案D

6.某同学用如图甲所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动。图乙是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时,得到的一条纸带,纸带上的点是从放手开始打下的连续的计数点,两点之间的距离s1=9.6mm,s2=13.4mm,s3=17.3mm,s4=21.1mm。电源频率为50Hz。

(1)下列说法正确的是。?

A.电火花计时器用的是220V交流电源

B.实验中使用停表测量时间

C.实验时应先由静止释放纸带,然后赶紧接通电源

D.求出的加速度一般比9.8m/s2小,是因为纸带和重锤受到阻力

(2)通过对纸带的分析,你认为自由落体运动是(选填“匀速”或“变速”)运动。?

(3)根据纸带上的数据,求出加速度大小a=m/s2。(保留两位有效数字)?

解析(1)电火花计时器使用