高中自由落体练习题(含详解答案)

1、取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘。在线的一端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后每两个垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图3所示，站在椅子上，向上提起线的另一端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内。松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈()图3A．落到盘上的声音时间间隔越来越大B．落到盘上的声音时间间隔相等C．依次落到盘上的速率关系为1∶∶∶2D．依次落到盘上的时间关系为1∶(－1)∶(－)∶(2－)2、为了研究蹦床运动员跃起的高度，可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力大小，并由计算机作出压力—时间图象（如图所示）。运动员在空中运动时可视为质点，则可依据传感器描绘的F—t图象估算出运动员跃起的最大高度为（g取10m/s2）A．1.5mB．1.8mC．5.0mD．7.2m3、甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙=5∶1，甲从高H处自由落下的同时乙从2H处自由落下，不计空气阻力，以下说法错误的是（）A．在下落过程中，同一时刻二者速度相等B．甲落地时，乙距地面的高度为HC．甲落地时，乙的速度的大小为D．甲、乙在空中运动的时间之比为1∶24、小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。由此可知小球A．下落过程中的加速度大小约为B．经过位置3时的瞬时速度大小约为C．经过位置4时的瞬时速度大小约为D．从位置1到4过程中的平均速度大小约为5、在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定。近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T2，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于A．B．C．D．6、在反恐演习中，中国特种兵进行了飞行跳伞表演。某伞兵从静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0时刻以速度v2着地。伞兵运动的速度随时间变化的规律如图所示。下列结论不正确的是（）A．在0~t0时间内加速度不变，在t0~3t0时间内加速度减小B．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越小C．在t0~3t0的时间内，平均速度D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小7、救灾人员从悬停在空中的直升机上跳伞进入灾区救灾，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落。在整个过程中，下列图像可能符合事实的是（其中t表示下落的时间、v表示人下落的速度、F表示人受到的合外力、h表示离地面的高度、E表示人的机械能）8、2013年6月8日，空降兵某部官兵使用新装备从超低空跳伞成功。若跳伞空降兵在离地面224m高处，由静止开始在竖直方向做自由落体运动，一段时间后，立即打开降落伞，以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降。为了空降兵的安全，要求空降兵落地速度最大不得超过5m/s(g取10m/s2)。则()A．空降兵展开伞时离地面高度至少为125m，相当于从2.5m高处自由落下B．空降兵展开伞时离地面高度至少为125m，相当于从1.25m高处自由落下C．空降兵展开伞时离地面高度至少为99m，相当于从1.25m高处自由落下D．空降兵展开伞时离地面高度至少为99m，相当于从2.5m高处自由落下9、如图4所示，一个小球从地面竖直上抛。已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为TA，两次经过较高点B的时间间隔为TB，重力加速度为g，则A、B两点间的距离为()图4A.B.C.D.10、一条悬链长7.2m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力。则整条悬链通过悬点正下方12.8m处的一点所需的时间是(g取10m/s2)()A．0.3sB．0.54sC．0.7sD．1.2s11、科技馆里有一个展品，该展品放在暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动，如图2所示。某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔，用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中相邻三滴水滴间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为(g取10m/s2)()图2A．0.01sB．0.02sC．0.1sD．0.2s12、人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。我们可以采用下面的实验测出自己的反应时间。请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，你用一只手在木尺下部准备握住木尺；同学放开手时，你立即握住木尺，根据木尺下降的高度，可以算出你的反应时间。若某次测量中木尺下降了约11cm，由此可知此次你的反应时间约为()图1A．0.2sB．0.15sC．0.1sD．0.05s13、对于自由落体运动，下列说法中正确的是A．由静止开始下落的运动叫自由落体运动B．物体刚下落时，速度和加速度都为零C．在任意一段时间内，公式都适用D．在任意一段路程内，公式都适用14、从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是()A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2vB．两物体在空中运动的时间相等C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同D．两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点15、以下四个图像，能正确反映自由落体运动规律的是(g取10m/s2)()图816、关于自由落体运动(g＝10m/s2)，下列说法中正确的是()A．它是竖直向下，v0＝0、a＝g的匀加速直线运动B．在开始连续的三个1s内通过的位移之比是1∶3∶5C．在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1∶2∶3D．从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶2∶317、伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是()图5A．斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程B．斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量C．通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体的运动规律D．根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体的运动规律18、一物体自距地面高H处自由下落，经时间t落地，此时速度为v，则()A.时物体距地面高度为B.时物体距地面高度为C．物体下落时速度为D．物体下落时速度为19、某晚，美军在伊拉克进行的军事行动中动用了空降兵，美机在200m高处超低空水平飞行，美兵离开飞机后先自由下落，运动一段时间后立即打开降落伞，展伞后美兵以16.5m/s2的平均加速度匀减速下降。为了安全要求，美兵落地的速度不能超过5m/s(g＝10m/s2)。伊方地面探照灯每隔10s扫描一次，通过计算判断美兵能否利用探照灯的照射间隔安全着陆。20、如下图所示，跳伞员从350m的高空自由下落一段距离后才打开伞．设打开伞后以2m/s2的加速度减速下降，到达地面时的速度为4m/s，求他下降的总时间及自由下落的距离．参考答案一、选择题1、B垫圈之间的距离分别为12cm、36cm、60cm、84cm，满足1∶3∶5∶7的关系，因此时间间隔相等，A项错误，B项正确。垫圈依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4∶…，垫圈依次落到盘上的时间关系为1∶2∶3∶4∶…，C、D项错误。2、C【解析】试题分析：当蹦床的压力为0时，即运动员在空中，当再次出现压力时，说明运动员再次落回蹦床，观察图像，从离开蹦床到落回蹦床，运动员在空中运动时间最长为为2s，此时上升的高度最高。根据上升下降的对称性，下降的最长时间为，最大高度，对照选项C对。考点：竖直上抛运动3、D4、C5、A6、C7、B8、C设空降兵做自由落体运动的高度为h时速度为v，此时打开伞开始匀减速运动，落地时速度刚好为5m/s，这种情况空降兵在空中运动时间最短，则有v2＝2gh，vt2－v2＝2a(H－h)解得h＝125m，v＝50m/s，为使空降兵安全着地，他展开伞时的高度至少为H－h＝224m－125m＝99m，选项A、B错误；他以5m/s的速度着地时，相当于从h′高处自由落下，由vt2＝2gh′，得h′＝＝m＝1.25m，选项D错误，C正确。9、D设小球上抛的最高点距A点的距离为hA，距B点的距离为hB，根据竖直上抛运动规律，hA＝g()2，hB＝g()2，A、B两点间的距离为hA－hB＝，选项D正确。10、B设链条的长度为L，经t1链条的下端经过该点，经t2链条的上端经过该点，则h＝gt12，h＋L＝gt22，Δt＝t2－t1；解得Δt＝0.54s；选项B正确。11、C自上而下第一、二和三点之间的距离分别为x1＝(10.00－1.00)×10－2m＝9.00×10－2m，x2＝(29.00－10.00)×10－2m＝19.00×10－2m，根据公式Δx＝aT2得x2－x1＝gT2，故T＝＝s＝0.1s。12、B由h＝gt2，可得：t＝≈0.15s，故选B。13、C二、多项选择14、AC15、BD自由落体运动的速度与时间成正比，位移与时间的二次方成正比，选项B正确，A、C错误。由v2＝2gx，速度的二次方与位移x成正比，选项D正确。16、ABC自由落体运动是竖直向下，v0＝0、a＝g的匀加速直线运动；根据匀变速直线运动规律，在开始连续的三个1s内通过的位移之比是1∶3∶5；在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1∶2∶3；从开始运动到距下落点5m、10m、15m所经历的时间之比为1∶∶，选项A、B、C正确，D错误。17、BD“斜面实验”中小球运动的加速度较小，便于运动时间的测量，A错误、B正确；斜面倾角增大到90°时，斜面运动外推为自由落体运动，C错误、D正确。18、BD解析由于物体自由下落，所以v0＝0，H＝gt2所以h′＝g()2＝，距地面为H，选项B正确．根据v2＝2gH及v′2＝2g·知v′＝v，选项D正确．三、计算题19、20、答案：18.6s；59m解析：设跳伞员自由下落h距离时速度为V则由题意可知V2－0＝2gh……①V－V2＝2a(350－h)即42－V2＝－4(350－h)……②由①②两式解得h＝59mV＝34.4m/s又物体自由下落时间为t1＝＝s＝3.44s打开伞后下落时间t2＝＝s＝15.2s所以运动员下降的总时间：t＝t1＋t2＝18.6s