新教材高中物理 第2章 第4节 自由落体运动练习(含解析)新人教版必修第一册
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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,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。
2.(2021四川乐山高一期末)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∶5B.羽毛下落到B点的速度大小为x1+x2TC.苹果在C点的速度大小为2gTD.羽毛下落的加速度大小为x3-x12T2,从开始计时起,连续相等时间内位移之比为x 1∶x 2∶x 3=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=x 1+x22T ,B 错误;如果A 点是起点,苹果在C 点的速度大小为2gT ,题目无此条件,C 错误;羽毛下落的加速度大小为a=x 3-x 12T 2,D 正确。
3.(2020湖南湘潭高一期中)如图所示,甲同学用手拿着一把长50 cm 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。
人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习2.4 自由落体运动(解析版)一、选择题1. 钢球A自塔顶自由落下2米时,钢球B自离塔顶6米距离处自由落下,两钢球同时到达地面,不计空气阻力,则塔高为()A.24 mB.15 mC.12 mD.8 m【答案】B【解析】根据h=12gt2得A球下落2 m所需时间为:t1=√2ℎ1g =√105sB球下落的时间为:t2=√2ℎ'g①对A球有:h=12g(t1+t2)2②由①②解得:h≈15 m。
2.关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动C.在自由落体运动过程中,质量不同的物体运动规律相同D.物体做自由落体运动的位移与时间成正比【答案】C【解析】物体由静止开始,只在重力作用下的运动是自由落体运动,A、B错误;在自由落体运动中,加速度a=g,其运动规律与质量无关,C正确;自由落体运动的位移h=12gt2,h与t2成正比,D错误。
3. 关于自由落体运动,下列说法正确的是( ) A.在空气中不考虑阻力的运动是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 C.质量大的物体,所受重力大,因而落地速度大 D.自由落体加速度在地球赤道处最大 【答案】B【解析】自由落体运动是指物体仅在重力的作用下由静止开始下落的运动。
初速度为零,加速度为g,故自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故A 错误,B 正确。
根据v 2=2gh 可得物体落地的速度v=√2gℎ,只要从同一高度做自由落体运动,落地时的速度就相同,与质量无关,故C 错误。
在相同的纬度,海拔越高重力加速度越小,在相同的海拔,纬度越高重力加速度越大,故D 错误。
4. 在同一地点,质量不同的两个物体从同一高度同时开始做自由落体运动,则( ) A.质量大的物体下落的加速度大 B.质量大的物体先落地 C.质量小的物体先落地 D.两个物体同时落地 【答案】D【解析】根据自由落体运动的公式h=12gt 2,得t=√2ℎg,知落地时间与质量无关,所以两个物体同时落地。
2.4 自由落体运动预习目标 【课程目标】1. 知道自由落体运动的概念、条件及特点,能根据自由落体运动的规律解决有关问题.2. 知道自由落体运动的加速度,知道它的方向,了解在地球的不同地方重力加速度不同.3. 了解伽利略研究自由落体运动的过程,领悟理想化的科学思维方法,体会科学方法的价值.【重难要点】1. 理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题.2. 掌握伽利略的科学研究方法.基本概念:一、自由落体运动 1. 定义物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动. 2. 特点(1)初速度v 0=0. (2)只受重力作用.①只有在没有空气的空间才能发生.②在有空气的空间,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略时,物体的自由下落可近似看做自由落体运动.3. 运动性质自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动.二、自由落体加速度 1. 定义在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫重力加速度,用g 表示.2. 方向 竖直向下.3. 大小一般计算中,重力加速度取g =9.8 m/s 2或g =10 m/s 2.若没有特别说明,都按g =9.8 m/s 2进行计算.三、自由落体的规律 1. 速度公式 v =gt.2. 位移公式 h =12gt 2. 3. 位移速度关系 v 2=2gh.典型例题典例1 关于自由落体运动,下列说法错误的是()A. 物体竖直向下的运动一定是自由落体运动B. 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动C. 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动D. 当空气阻力的作用比较小,可以忽略不计时,物体自由下落可视为自由落体运动变式训练1 关于自由落体运动,下列说法正确的是()A. 在空气中,不考虑空气阻力的运动是自由落体运动B. 物体做自由落体运动时不受任何外力C. 质量大的物体,受到的重力大,落到地面时的速度也大D. 自由落体运动是物体只受重力作用,初速度为零的匀变速直线运动典例2 一物体从高x处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为t4时,物体的速度和距地面高度分别为()A. v4,x16 B.v4,15x16 C.v16,x16 D.v16,3x4变式训练2 如图所示,直杆长L1=0.5 m,圆筒高L2=3.7 m.直杆位于圆筒正上方H=0.8 m处.直杆从静止开始做自由落体运动,并能竖直穿越圆筒.试求:(g取10 m/s2)(1)由释放到直杆下端刚好开始进入圆筒所经历的时间;(2)直杆穿越圆筒所用的时间t.典例3 图中甲、乙两图都是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图,已知该打点计时器的打点频率为50 Hz.(1)甲、乙两图相比较,哪个图所示的装置更合理?(2)丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带,其中打出的第一个点标为1,后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5、…经测量,第15至第17点间的距离为11.70 cm,第1至第16点间距离为43.88 cm,则打下第16个点时,重物下落的速度大小为________m/s,测出的重力加速度值为g=________m/s2(要求保留三位有效数字).变式训练3 某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动,选择一张清晰的频闪照片,剪掉前面小球重叠部分进行研究.已知小球在释放位置时,球心与刻度尺的零刻度线对齐.(1)根据照片中刻度尺的数据,请你读出小球运动到照片中第五个相点时,下落的高度________m;(2)若所用照相机的曝光频率为f,照片上1、3相点距离和1、5相点距离分别为s1、s2,则相点2所对应小球的速度v=________,小球自由下落的加速度a=________.【课后巩固】1.下列各种运动中,属于自由落体运动的是()A. 物体从沿水平方向运动的飞机上释放B. 纸片由静止释放,在空气中下落C. 初速度为零、加速度大小恒等于g的物体的运动D. 小铁球从空中由静止开始自由下落2.关于自由落体运动,以下说法正确的是()A. 物体的质量越大,下落时加速度就越大B. 物体刚下落时,速度和加速度都为零C. 物体做自由落体运动位移与时间成正比D. 物体仅在重力作用下由静止开始的运动3.一个物体做自由落体运动,重力加速度g取10 m/s2,该物体()A. 第2 s末的速度大小为10 m/sB. 第2 s末的速度大小为20 m/sC. 在第3 s内下落的距离为45 mD. 在第3 s内下落的距离为60 m4.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是()A. 同一地点轻重物体的g值不一样大B. 北京地面的g值比上海地面的g值略大C. g值在地面任何地方一样大D. g值在赤道处大于南北两极处5.某同学在实验室做了如图所示的实验,铁质小球被电磁铁吸附,断开电磁铁的电源,小球自由下落,已知小球的直径为0.5 cm,该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10-3 s,g取10 m/s2,则小球开始下落的位置距光电门的距离为()A. 1 mB. 1.25 mC. 0.4 mD. 1.5 m6.在学习物理知识的同时,还应当十分注意学习物理学研究问题的思想和方法,从一定意义上说,后一点甚至更重要.伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍然具有重要意义.请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程,判定下列哪个过程是伽利略的探究过程()A. 猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论B. 问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C. 问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论D. 猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论7.关于自由落体运动的规律,下列说法正确的是()A. 在1 s内、2 s内、3 s内的位移之比是1∶3∶5B. 在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是1∶4∶9C. 在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比是1∶2∶3D. 在相邻两个1 s内的位移之差都是9.8 m8.如图所示,小明用手指捏住直尺的顶端,直尺的“0”刻度线在上方,小华用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备,当看到小明放开直尺时,小华立即捏住直尺,小华捏住直尺处刻度值越大表明()A. 直尺下落的位移越大,小华的反应时间越长B. 直尺下落的位移越大,小华的反应时间越短C. 直尺下落的位移越小,小华的反应时间越长D. 直尺下落的位移越小,小华的反应时间越短9.下雨时雨水从屋檐滴落是生活中常见的现象,如图所示,假设屋檐某一位置每隔相同的时间无初速滴落一滴雨滴,不计空气阻力,雨滴可看成质点且处在无风的环境中,则下列说法正确的是(题目涉及到的雨滴都已滴出且未落地)()A. 相邻雨滴之间的距离保持不变B. 相邻雨滴之间的速度之差保持不变C. 相邻雨滴之间的距离越来越小D. 相邻雨滴之间的速度之差越来越大10.某同学利用如图甲所示的实验装置探究重力加速度的大小.(1)该同学开始实验时的情形如图甲所示,接通电源后释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________.(2)该同学修改错误并正确操作后得到如图乙所示的纸带,取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式为v E=________.(3)该同学分别计算出各计数点的速度值,并画出了速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系图象,如图丙所示,则重力加速度的大小g=________m/s2.11.运动员从高出水面10 m的跳台向上跃起,举双臂直体离开台面,重心(此时其重心位于从手到脚全长的中点)升高0.45 m达到最高点.落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手接触水面,运动员可用于完成空中动作的时间是多长?(不计阻力,g取10 m/s2)12.屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第五滴正欲滴下时,第一滴刚好落到地面,而第三滴与第二滴分别位于高1 m 的窗子的上、下沿,如图所示(不计空气阻力,g取10 m/s2),问:(1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少?参考答案:1. D2. D3. B4. B5. B6. C7. D8. D9. B10. (1)①打点计时器接在了直流电源上 ②重物距打点计时器太远 (2)(h 5-h 3)f2(3)9.4 解析:(1)打点计时器应接在交流电源上,为了在纸带上打尽可能多的点,重物应紧靠打点计时器释放.(2)E 点的速度为DF 段的平均速度,则v E =h 5-h 32T =(h 5-h 3)f2.(3)由运动学公式v 2=v 20+2gh ,可知v 2h 图象的斜率为重力加速度g 的两倍,由题图丙得g =9.4 m/s 2.11. 1.75 s 解析:把运动员看成一个质点,把上升阶段看成自由落体运动的逆运动,根据对称性原理,运动员上升的时间t 1等于做自由落体运动下落0.45 m 所用的时间,t 1=2x 1g =2×0.4510s =0.3 s.下降过程做自由落体运动,t 2=2x 2g =2×10.4510s ≈1.45 s ,从离开跳台到手接触水面,运动员可用于完成空中动作的时间t =t 1+t 2=1.75 s. 12. (1)3.2 m (2)0.2 s 解析:利用运动的基本规律求解. 设屋檐离地面高为x ,滴水间隔为T ,由x =12gt 2得,第二滴水的位移x 2=12g(3T)2,①第三滴水的位移x 3=12g(2T)2,②且x 2-x 3=1 m ,③ 由①②③式得T =0.2 s.则屋檐高x =12g(4T)2=3.2 m.。
2.4 自由落体运动一、单选题1、下列说法中正确的是A .在真空条件下,将铁片与羽毛同时从同一高度释放,铁片比羽毛先落地B .物体加速度的方向一定与速度方向相同C .研究乒乓球的旋转运动时,不可以把乒乓球看作质点D .做匀变速直线运动的物体,速度变化量越大,加速度越大【答案】 C【解析】A 、真空环境中不考虑空气阻力,则铁片与羽毛都只受重力而静止释放而做自由落体运动,其加速度与质量无关都为g ,故同时下落同时落地;故A 错误.B 、物体的加速度方向可以与速度方向相同、相反、或不共线;故B 错误.C 、研究乒乓球的旋转时,各部分运动不同,不可以将乒乓球看作质点;故C 正确.D 、加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化量越大,加速度不一定大,还要看时间;故D 错误.故选C.2、甲物体的重量比乙物体大5倍,甲从H 高处自由落下,乙从2H 高处与甲物体同时自由落下,在它们落地之前,下列说法正确的是A .两物体下落过程中,在同一时刻甲的速度比乙的速度大B .下落1s 末,它们的速度相同C .各自下落1m 时,乙的速度大D .下落过程中甲的加速度比乙的加速度大【答案】 B【解析】ABD :自由落体运动的加速度相同;由v =gt 可知,下落相同的时间,甲乙的速度相同,故AD 两项错误,B 项正确.C :由22v gh 可知,甲乙下落相同的高度时,速度相同,故C 项错误.3、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10m/s 2,则它开始下落时距地面的高度为A .5mB .20mC .31.25mD .11.25m【答案】 D【解析】 由212H gt =可得:第1秒内的位移211101m 5m 2H =⨯⨯=,则最后一秒内的位移21210m H H ==,则设下落总时间为t ,最后1s 内的位移:2211(1)10m 22H gt g t =--=,解得: 1.5s t =则物体下落的总高度2111.25m 2gt =。
高中物理人教版必修第一册同步练习:2.4自由落体运动一、单选题(共8题;共16分)1. 在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间一定不是(空气阻力不计,g取10m/s2)()A.1sB.(2+√7)sC.3sD.(7−√7)s2. 石块A自塔顶自由落下s1时,石块B自离塔顶s2处自由落下,两石块同时落地.则塔高为()A.s1+s2B.(s1+s2)24s1C.s124(s1+s2)D.(s1+s2)2s1−s23. 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10m/s2,则它开始下落时距地面的高度为()A.5mB.20mC.31.25mD.11.25m4. 一物体从ℎ高处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为t3时,物体的速度和距离地面的高度分别是()A.v 3,ℎ9B.v9,ℎ9C.v3,8ℎ9D.v9,ℎ35. 一质点从高ℎ处由静止释放,已知该质点着地前最后2s内的位移为40m,不计空气阻力,g=10m/s2,则ℎ的大小为()A.45mB.50mC.60mD.80m/s6. 做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1:3,下落高度之比1:2,甲乙同时下落,g取10m/s2,则()A.下落加速度之比1:3B.下落过程中甲乙速度大小始终相等C.下落时间之比为1:2D.甲落地前,甲乙间距离逐渐增大7. 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1s,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.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、乙两球的距离越来越小,甲、乙两球的速度之差越来越小8. 让一小石块从井口自由落下,经过2s后听到石块落水的声音,则井口到水面的距离最接近()A.10mB.20mC.30mD.40m二、多选题(共4题;共12分)甲球的质量是乙球质量的5倍,两球从同一高度同时自由落下,下列说法正确的是()A.甲、乙都做自由落体运动,所以都不受任何外力作用B.甲、乙从同一高度自由落下,所以两球同时落地C.甲球质量大,所以甲的加速度比乙的加速度大D.甲球质量大,所以甲落到地面的速度也大甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落,则在下落过程中()A.未落地前,在同一时刻甲、乙的速度相同B.两球速度差始终不变C.未落地前,甲加速度大于乙加速度D.两球距离越来越大在高11.25m的屋檐上,每隔一定的时间有一滴水落下,已知第一滴水落到地面时,第四滴水刚好离开屋檐。
54.自由落体运动课后训练巩固提升双基巩固 学考突破1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展( ) A.亚里士多德B .伽利略 C.牛顿 D .爱因斯坦 答案:B解析:在物理学发展史上,是伽利略建立了物理学的正确的研究方法,推进了人类科学的发展。
2.在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,下列频闪照片中符合事实的是( )答案:C解析:在真空中,将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放,苹果和羽毛都做自由落体运动,故频闪照片C 符合事实。
3.(多选)下图是测量人的反应时间的小实验,乙同学在甲同学的大拇指与食指之间的正上方捏住一把直尺,甲同学的大拇指与食指之间距离较小(约3 cm),乙同学突然放开尺子,甲同学尽快用手指去夹住。
下列表述正确的有()5A.该实验测的是甲同学的反应时间B.该实验测的是乙同学的反应时间C.实验原理是h=12gt 2 D.实验原理是v t =gt 答案:AC解析:图中上方的手是释放直尺者的,下方的手是受测者的,所以测的是甲同学的反应时间,故A 正确,B 错误;由h=12gt 2知,受测者的反应时间只与下落的高度有关,故C 正确,D 错误。
4.某瀑布中的水下落时间是4 s,若把水的下落近似简化为自由落体运动,g 取10 m/s 2,则下列计算结果正确的是( ) A.瀑布高度大约是20 m B.瀑布高度大约是80 m C.瀑布高度大约是160 m D.瀑布高度大约是500 m答案:B解析:由x=12gt 2知,x=12×10×42 m =80 m,B 正确。
5.登上月球的宇航员利用频闪仪(频率为20 Hz)给自由下落的小球拍照,所拍的频闪照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则月球表面的重力加速度为多少?(保留两位有效数字)5答案:1.6 m/s 2解析:小球每两个相邻位置的时间差 T=120 s =0.05 s 由v n =s n +s n+12T可得:v B =ℎAC2T =1.60×10-22×0.05m/s =0.16 m/s 。
习题详解1.把一张纸片和一块文具橡皮同时释放下落,哪个落得快?再把纸片捏成一个很紧的小纸团,和橡皮同时释放,下落快慢有什么变化?怎样解释这个现象?答案:橡皮下落得快.纸团比纸片下落快许多.因为纸片的重力较小,而在下落过程中空气阻力较大(相对纸片的重力),所以纸片下落慢;当把纸片捏成纸团时,空气阻力变小,所以下落就变得快一些.2.一位观察者测出,悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0 s.如果不考虑空气阻力,悬崖有多高?实际上是有空气阻力的,因此实际高度比计算值大些还是小些?为什么?解析:由x =21gt 2=45 m ,由于有空气阻力,所以实际下落的加速度a <g ,所以计算结果应小于45 m.所以实际高度比计算值小些.3.为了测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口自由落下,经过2.5 s 后听到石块击水的声音,估算井口到水面的距离.考虑到声音在空气中传播需用一定的时间,估算结果偏大还是偏小?解析:设井口到水面的距离为x ,石块下落做自由落体运动,设石块落到水面的时间为t ,则有:由x =21gt 2=31.25 m ,井深约31 m. 考虑到声音传播,所以石子实际下落时间应为t <2.5 s以估算结果是偏大一些的.4.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.教材图2.4-4是小球自由下落时的频闪照片,频闪仪每隔0.04 s 闪光一次.如果要通过这幅照片测量自由落体加速度,可以采用哪几种方法?试一试.照片中的数字是小球距起落点的距离.解析:分析可知有四种方法(1)根据h =21gt 2,有g =22th (t 是从开始到落到每一点的时间),求出重力加速度,求平均值,算出发生的时间.(2)根据Δh =gt 2,有g =2th ∆(t =0.4 s ) 利用连续相等时间内的位移差来计算,进行平均.(3)可以先算出某两点的瞬时速度,利用g =tv v 0-计算g . (4)由频闪照片知小球各个位置的速度为。
2.4 自由落体运动-同步练习(含解析)一、单选题1.从同一高度以不同的速度同时水平抛出两个质量不同的石子,不计空气阻力,则()A. 初速度大的先落地B. 质量大的先落地C. 两个石子同时落地D. 无法判断2.如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5.所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d。
根据图中的信息,判断小球释放的初始位置与1位置相距()A. dB.C.D.3.据分析,著名足球明星C罗曾在某次头球破门时重心上升了71cm,估算此次头球破门时C罗离地的时间应为()A. 0.75sB. 0.38sC. 0.27sD. 0.54s4.两物体在不同高度自由下落,同时落地,第一个物体下落时间为,第二个物体下落时间为,当第二个物体开始下落时,两物体相距()A. B. C. D.5.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程的最后1 s初的瞬时速度的大小和最后1 s 内的位移大小分别是(g取10 m/s2)( )A. 10 m/s,10 mB. 10 m/s,5 mC. 5 m/s,5 mD. 由于不知道初速度的大小,故无法计算6.将一个物体以一定的初速度竖直向上抛出,0.8 s末物体的速度大小为8 m/s,不计空气阻力,g取10 m/s2,下列说法正确的是()A. 物体在3.2 s末回到抛出点B. 0.8 s时物体的运动方向可能向下C. 物体的初速度为20 m/sD. 0.8 s时物体可能位于抛出点下方7.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。
小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落,关于该实验,下列说法正确的是()A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C. 只做一次实验就可以得出结论D. 实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动8.长为0.95m的竖直杆下端距离一竖直隧道口为1.25m,若这个隧道长为5m,让这根杆自由下落,则它通过隧道的时间为(g=10m/s2)()A. 0.5sB. 0.7sC. 0.9sD. 1.2s二、多选9.距水平地面高为2h处由静止释放一物体,物体做自由落体运动,距离地面高为h时的速度大小为、经历的时间为t,下列说法正确的是()A. 物体落地的速度大小为B. 物体落地的速度大小为C. 物体从刚释放到刚落地的时间为D. 物体从刚释放到刚落地的时间为10.在2018年雅加达亚运会上,中国选手王宇以2.30m的成绩获得跳高冠军。
第二章第四节自由落体运动【基础训练】1.自由落体运动是()A.物体不受任何作用力的运动B.物体在真空中的运动C.加速度为g的竖直下落运动D.初速度为零,加速度为g的竖直下落运动2.甲的重力是乙的3倍,它们从同一地点同一高度处同时自由下落,则下列说法正确的是()A.甲比乙先着地B.甲比乙的加速度大C.甲、乙同时着地D.无法确定谁先着地3.由高处的某一点开始,甲物体先做自由落体运动,乙物体后做自由落体运动,以乙为参考系,甲的运动情况是()A.相对静止B.向下做匀速直线运动C.向下做匀加速直线运动D.向下做自由落体运动4.“蹦极”被称为“勇敢者游戏”.游乐园中的“蹦极”游戏一般是先将游客提升到几十米高处,然后突然释放,开始一阶段,游客作自由落体运动.在刚释放后的瞬间()A.游客的速度和加速度均为零B.游客的速度为零,加速度不为零C.游客的速度不为零,加速度为零D.游客的速度和加速度均不为零5.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s内的位移大小是x,则它在第3 s内的位移大小是( )A .5xB .7xC .9xD .3x【能 力 提 高】6.从某高处释放一粒小石子,经过 1 s 从同一地点释放另一小石子,则它们落地之前,两石子之间的距离将( )A .保持不变B .不断变大C .不断减小D .有时增大有时减小 7.一石块从地面上方高H 处自由落下,不计空气阻力,当它的速度大小等于着地时速度的一半时,石块下落的高度是( )A 、4HB 、83HC 、2HD 、43H 8.长为5m 的竖直杆下端距离一竖直隧道口为5m ,若这个隧道长也为5m ,让这根杆自由下落,它通过隧道的时间为( )9.甲、乙两物体分别从10m 和20m 高处同时自由落下,不计空气阻力,下面描述正确的是( )A.落地时甲的速度是乙的1/2B.落地的时间甲是乙的2倍C.下落1s 时甲的速度与乙的速度相同D.甲、乙两物体在最后1s 内下落的高度相等10.小球自距地面17m 的高度自由下落,空气阻力不计,则小球在落地前通过最后1m 所用的时间是它通过最初1m 所用时间的A .(17-4)倍 B.171 倍 C .1171 倍 D.171 倍 11.一物体从某一高度自由下落,经过一高度为2m 的窗户用时0.4s,g 取10m/s 2.则物体开始下落时的位置距窗户上檐的高度是 m.12.一矿井深125 m ,在井口每隔一段时间落下一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个小球恰好到达井底,则(1)相邻两个小球下落的时间间隔是______s ;(2)这时第3个小球与第5个小球相距______.(g 取10 m/s 2)13.一条铁链长5 m ,铁链上端悬挂在某一点,放开后让它自由落下,铁链经过悬点正下方25 m 处某一点所用的时间是______ s.(取g =10 m/s 2)14.一个物体从塔顶上下落,在到达地面前最后1 s 内通过的位移是整个位移的259,塔高为多少米?(g =10 m/s 2)15.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1m 的窗户的上、下沿,如图所示,问:(1)此屋檐离地面多少m ?(2)滴水的时间间隔是多少?16.A 球自塔顶自由落下,当落下1m 时,B 球自距塔顶7m 处开始自由下落,两球恰好同时落地,则塔高多少?17.气球下挂一重物,以v 0=10m/s 匀速上升,当到达离地高h=175m 处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?(空气阻力不计,取g=10m/s 2)第二章 第四节 自由落体运动【基 础 训 练】1.自由落体运动是()A.物体不受任何作用力的运动B.物体在真空中的运动C.加速度为g的竖直下落运动D.初速度为零,加速度为g的竖直下落运动1.D2.甲的重力是乙的3倍,它们从同一地点同一高度处同时自由下落,则下列说法正确的是()A.甲比乙先着地B.甲比乙的加速度大C.甲、乙同时着地D.无法确定谁先着地2.C3.由高处的某一点开始,甲物体先做自由落体运动,乙物体后做自由落体运动,以乙为参考系,甲的运动情况是()A.相对静止B.向下做匀速直线运动C.向下做匀加速直线运动D.向下做自由落体运动3.B4.“蹦极”被称为“勇敢者游戏”.游乐园中的“蹦极”游戏一般是先将游客提升到几十米高处,然后突然释放,开始一阶段,游客作自由落体运动.在刚释放后的瞬间()A.游客的速度和加速度均为零B.游客的速度为零,加速度不为零C.游客的速度不为零,加速度为零D.游客的速度和加速度均不为零4.B 5.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s 内的位移大小是x ,则它在第3 s 内的位移大小是( )A .5xB .7xC .9xD .3x 5.A【能 力 提 高】6.从某高处释放一粒小石子,经过 1 s 从同一地点释放另一小石子,则它们落地之前,两石子之间的距离将( )A .保持不变B .不断变大C .不断减小D .有时增大有时减小 6.B7.一石块从地面上方高H 处自由落下,不计空气阻力,当它的速度大小等于着地时速度的一半时,石块下落的高度是( )A 、4HB 、83HC 、2HD 、43H 7.D8.长为5m 的竖直杆下端距离一竖直隧道口为5m ,若这个隧道长也为5m ,让这根杆自由下落,它通过隧道的时间为( )8.B 9.甲、乙两物体分别从10m 和20m 高处同时自由落下,不计空气阻力,下面描述正确的是( )A.落地时甲的速度是乙的1/2B.落地的时间甲是乙的2倍C.下落1s 时甲的速度与乙的速度相同D.甲、乙两物体在最后1s 内下落的高度相等9.C10.小球自距地面17m 的高度自由下落,空气阻力不计,则小球在落地前通过最后1m 所用的时间是它通过最初1m 所用时间的A .(17-4)倍 B.171 倍 C .1171-倍 D.171 倍 10.A 11.一物体从某一高度自由下落,经过一高度为2m 的窗户用时0.4s,g 取10m/s 2.则物体开始下落时的位置距窗户上檐的高度是 m.11. 0.4512.一矿井深125 m ,在井口每隔一段时间落下一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个小球恰好到达井底,则(1)相邻两个小球下落的时间间隔是______s ;(2)这时第3个小球与第5个小球相距______.(g 取10 m/s 2)12. 0.5; 35 m13.一条铁链长5 m ,铁链上端悬挂在某一点,放开后让它自由落下,铁链经过悬点正下方25 m 处某一点所用的时间是______ s.(取g =10 m/s 2)13.(5-2) s14.一个物体从塔顶上下落,在到达地面前最后1 s 内通过的位移是整个位移的259,塔高为多少米?(g =10 m/s 2)14.设物体下落总时间为t ,塔高为h ,则 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=22)1(21)2591(21t g h gt h 由方程①、②解得 t =5 s故 h =21gt 2=21×10×52 m=125 m 15.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1m 的窗户的上、下沿,如图所示,问:(1)此屋檐离地面多少m ?(2)滴水的时间间隔是多少?①15. 3.2m,0.2s16.A球自塔顶自由落下,当落下1m时,B球自距塔顶7m处开始自由下落,两球恰好同时落地,则塔高多少?16.16m17.气球下挂一重物,以v0=10m/s匀速上升,当到达离地高h=175m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?(空气阻力不计,取g=10m/s2)17.绳子断裂后重物可继续上升的时间和上升的高度分别为故重物离地面的最大高度为H=h+h1=175m+5m=180m.重物从最高处自由下落,落地时间和落地速度分别为v t=gt2=10×6m/s=60m/s.所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间t=t1+t2=1s+6s=7s.。
2.4 自由落体运动一、单选题1.16世纪末意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时,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2.某同学身高1.8m,他在某次跳高比赛中,起跳后身体横着越过了1.8m高的横杆,据此可估算出他这次起跳时竖直向上的速度大约为()A.2m/s B.4m/sC.6m/s D.8m/s3.关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.重力加速度g是标量,只有大小没有方向,通常计算中g取9.8m/s2C.物体开始下落时速度为零,加速度也为零D.物体竖直向下的运动一定是自由落体运动4.伽利略以前的学者认为:物体越重,下落得越快。
伽利略等一些物理学家否定了这一看法。
但是,我们在生活中看到的在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛落到地面,这是因为()A.它们的重量不同B.它们的密度不同C.它们的材料不同D.它们受到的空气阻力不同5.从地面竖直向上抛出的物体,其匀减速上升到最高点后,再以与上升阶段一样的加速度匀加速落回地面.图中可大致表示这一运动过程的速度图象是 ( )A .B .C .D .6.如图所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m 的吊环,他在车上和车一起以2m/s 的速度向吊环运动,小朋友抛球时手离地面1.2m ,当他在离吊环的水平距离为2m 时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直向上抛出的速度是(g 取10m/s 2)( )A .1.8m/sB .3.2m/sC .6.8m/sD .3.6m/s7.在某高处A 点,以大小为0v 的速度同时竖直向上和向下抛出a 、b 两球,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )A .两球落地的时间差为0v gB .两球落地的时间差为02v gC .两球落地的时间差为03v gD .两球落地的时间差与高度有关8.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。
自由落体运动一、单项选择题1.(2019·雅安期末)甲球的质量是乙球质量的5倍,两球从同一高度同时自由落下,下列说法正确的是( )A .甲、乙都做自由落体运动,所以都不受任何外力作用B .甲、乙从同一高度自由落下,所以两球同时落地C .甲球质量大,所以甲的加速度比乙的加速度大D .甲球质量大,所以甲落到地面的速度也大解析:选B.甲、乙都做自由落体运动,都只受重力作用,故A 错误;因为甲、乙物体同时做自由落体运动,它们的初速度为零,加速度为g ,根据v =gt 和h =12gt 2知,两物体具有相同的速度和位移,故两个物体的运动情况完全相同,同时落地,落地速度也相同,故B 正确,C 、D 错误.2.(2019·怀仁校级月考)在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中或者研究方法中,正确的说法是( )A .在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证B .伟大的物理学家牛顿最先建立了速度、加速度等概念,并创造了一套科学研究方法C .在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”D .亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下,重物体与轻物体下落一样快 解析:选C.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并未直接进行验证,而是验证了位移与时间的平方成正比,故A 错误;伽利略是伟大的物理学家,他最先建立了速度、加速度等概念,并创造了一套科学研究方法,故B 错误;在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”,故C 正确;伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快,故D 错误.3.关于自由落体运动的加速度g ,下列说法中正确的是( ) A .重的物体g 值大B .同一地点,轻、重物体的g 值一样大C .g 值在地球上任何地方都一样大D .g 值在赤道处大于北极处解析:选B.g 值与物体轻重无关,A 错误,B 正确;g 值在地球上不同地方大小不同,在赤道处小于北极处,C 、D 错误.4.(2019·罗湖校级月考)四川乐山大佛开凿于唐代,历时约90年,通高71米.雨天水滴从顶上下落(时间间隔均为1 s),不考虑一切阻力,则在落地之前,空中的水滴(g 取10 m/s 2)( )A .间距均匀,都为5 mB .间距均匀,都为10 mC .先下落的水滴之间间距更大D .后下落的水滴之间间距更大解析:选C.设某一个雨滴下落的时间为t ,则前一滴雨滴的下落时间为(t +Δt ),根据自由落体运动的规律可知,在落地之前,空中相邻的水滴之间的距离Δx =12g (t +Δt )2-12gt2=g Δt ·t +12g Δt 2,随着下落时间t 的增加,距离增大,所以从上到下相邻的水滴之间的距离依次增大,故A 、B 、D 错误,C 正确.5.如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1,2,3,4,5,…所示小球运动过程中每次曝光的位置,连续两次曝光的时间间隔均为T ,每块砖的厚度为d .根据图中的信息,下列判断不正确的是( )A .位置“1”是小球释放的初始位置B .小球做匀加速直线运动C .小球下落的加速度为d T2 D .小球在位置“3”的速度为7d2T解析:选A.由题图可以知道每两个相邻的点之间的距离差是一样的,由Δx =aT 2可知,a =Δx T 2=dT2,所以B 、C 正确;点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小,所以v 3=x 242T =7d 2T ,D 正确;由于v 3=v 1+a ·2T ,故v 1=v 3-2aT =7d 2T -2×d T 2×T =3d2T,故A 错误. 6.某同学身高1.8 m ,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8 m 高度的横杆(如图所示).据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g =10 m/s 2)( )A .2 m/sB .4 m/sC .6 m/sD .8 m/s解析:选B.身体横着越过1.8 m 的横杆,此时重心高度为1.8 m ,起跳时重心高度为0.9 m ,所以重心上升的最大高度为h =1.8 m -0.9 m =0.9 m .所以起跳时竖直向上的速度v =2gh=2×10×0.9 m/s =3 2 m/s ,最接近的是4 m/s ,所以应选B.7.(2019·甘肃会宁高一期中)在轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿着绳一端的小球站在三层楼的阳台上,放手让小球自由下落,两小球相继落地的时间差为Δt .如果站在四层楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差将( )A .不变B .变大C .变小D .无法判断解析:选C.设细线的长度为L ,第一个小球着地后,另一个小球运动的位移为L ,在L 内运行的时间即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L 内的初速度.高度越高,落地的速度越大,则可知高度越高,另一个小球在位移L 内的初速度越大,根据L =v 0t +12gt 2,初速度越大,时间越短,所以两小球相继落地的时间差将变小.8.(2019·咸阳期末)2018年11月27日凌晨4时许,洞察号探测器成功登陆火星,假设未来的某一天,宇航员在火星上距地面18 m 高处由静止释放一重物,测得重物经过3 s 落到火星表面,则下列说法正确的是( )A .火星表面的重力加速度大小为4 m/s 2B .重物落地时的速度大小为8 m/sC .重物落地前的1 s 内位移大小为8 mD .重物下落过程中,任意相邻1 s 内的位移之差为2 m解析:选A.根据位移时间关系公式h =12g ′t 2知重力加速度g ′=2h t 2=4 m/s 2,故A 正确;根据速度时间关系公式v =g ′t =12 m/s ,故B 错误;前2 s 内位移为h ′=12g ′t 2=8 m ,Δh =h -h ′=10 m ,故C 错误;重物下落过程中,任意相邻1 s 内的位移之差Δx =g ′T 2=4 m ,故D 错误.二、多项选择题9.(2019·成都高一检测)在不同高度同时释放两个铅球(不计空气阻力),则在均未落地前,两者( )A .在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度B .落地的时间间隔取决于两铅球释放时的高度C .在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内位移之比都为1∶4∶9D .两铅球的距离和速度差都越来越大解析:选AB.自由落体运动的加速度都为g ,由h =12gt 2,v =gt 可判断A 正确;自由落体的时间由高度决定,故落地的时间间隔也由高度决定,B 正确;初速度为0,第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内位移之比为1∶3∶5,C 错误;因为同时释放,任意时刻速度相同,故速度之差为0,任意时间内下落的高度相同,故高度差不变等于释放时高度之差,D 错误.10.(2019·江苏盐城高一月考)科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A 下落到B 的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A 、B 、C 、D 四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g =10m/s 2)( )A .水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足t AB <t BC <t CD B .间歇发光的间隔时间是210s C .水滴在相邻两点之间的位移满足x AB ∶x BC ∶x CD =1∶3∶5 D .水滴在各点速度之比满足v B ∶v C ∶v D =1∶4∶9解析:选BC.若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A 下落到B 的时间相同,看到水滴似乎不再下落,知相邻两个点的时间间隔相等.根据Δx =g Δt 2,则Δt =Δxg=0.210 s =210s ,故A 错误,B 正确;初速度为零的匀变速直线运动,在相邻相等时间内的位移之比为1∶3∶5,故C 正确;根据v =gt 得,v B ∶v C ∶v D =1∶2∶3,故D 错误.11.(2019·包河校级月考)某同学在一废弃矿井的井口每隔0.5 s 由静止释放一个石子,当第7个石子刚开始释放时,第1个石子恰好到达井底,g =10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A .矿井深度为61.25 mB .当第1个石子恰好到达井底时,第1个石子与第2个石子之间的距离达到最大值C .当第1个石子恰好到达井底时,第3个和第5个石子之间的距离为15 mD .当第1个石子恰好到达井底时,第4个石子的瞬时速度为15 m/s解析:选BCD.由题意可知第一个石子下落到井底用时为t =(7-1)×0.5 s =3 s ,石子做自由落体运动,根据自由落体运动位移时间公式可得矿井深度为h =12gt 2=12×10×32m =45m ,故A 错误;当第1个石子恰好到达井底时,根据自由落体运动规律可得,下落石子之间的距离之比为x 67∶x 56∶x 45∶x 34∶x 23∶x 12=1∶3∶5∶7∶9∶11,所以第1个石子与第2个石子之间的距离达到最大值,故B 正确;当第1个石子恰好到达井底时,第3个石子下落的时间为2 s ,第5个石子下落的时间为1 s ,则两者的距离:h 35=h 3-h 5=12g (t 23-t 25)=12×10×(22-12)m =15 m ,故C 正确;当第1个石子恰好到达井底时,第4个石子下落的时间为1.5 s ,第4个石子的瞬时速度为v 4=gt 4=10×1.5 m/s =15 m/s ,故D 正确.12.为了测出楼房的高度,让一石块从楼顶自由下落至地面(不计空气阻力,重力加速度为已知),测出下列哪个物理量就可以计算出楼房的高度( )A .石块下落到地面的总时间B .石块落地前瞬间的速度C .石块下落第1 s 内的位移D .石块通过最后1 m 位移所用的时间解析:选ABD.由公式h =12gt 2可知,选项A 正确;根据v 2=2gh 可知,选项B 正确;根据h =12gt 2知只测出第1 s 内的位移,不能计算出总高度,选项C 错误;根据h =12gt 2和h -1=12g (t -t ′)2可知,选项D 正确.三、非选择题13.(2019·黄冈期末)如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图,他进行了如下操作:他先安装好电磁打点计时器,打点计时器两个接线头与6 V 、50 Hz 交流电源相连,将纸带固定上重锤,并穿过打点计时器的限位孔,用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置,松开夹子后迅速接通电源打点,之后将打好点的纸带取下准备处理数据.(1)上述操作中不当之处有________(填正确答案标号). A .打点计时器接在低压电源上了B .打点计时器安装位置过高,使重锤初始位置离打点计时器太远C .先放纸带后接通电源(2)小格同学按照正确的操作得到了一条较为理想的纸带,选择某一点为0,依次每隔四个打印点取一个计数点编号为1、2、3、4、5…,由于不小心,纸带被撕断了,如图乙所示请在B 、C 、D 三段纸带中选出从纸带A 上撕下的那段应该是________(填正确答案标号).(3)依据小格打出的纸带求得当地重力加速度大小为________m/s 2.(结果保留三位有效数字)解析:(1)电磁打点计时器使用的是低压交流电源,故A 正确;释放纸带时,使重锤初始位置靠近打点计时器,故B 错误;先接通电源,后释放纸带,故C 错误.(2)相邻相等时间内的位移之差Δx =16.48 cm -6.74 cm =9.74 cm ,则4、5点间的距离x 45=x 12+3Δx =16.48 m +9.74×3 cm =45.70 cm ,故D 正确.(3)根据Δx =aT 2得,a =Δx T2=9.74 m/s 2.答案:(1)BC (2)D (3)9.7414.空降兵某部官兵使用新装备进行超低空跳伞,若跳伞空降兵在离地面224 m 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12.5 m/s 2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 5 m/s(g 取10 m/s 2).求:(1)空降兵打开降落伞时离地的高度至少为多少米?(2)如果空降兵落地的速度等于5 m/s ,相当于从多高的地方自由落体?解析:(1)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5 m/s ,这种情况空降兵在空中运动时间最短,则有v 2=2gh ,v 2t -v 2=2a (H -h ) 代入数据解得:h =125 m ,v =50 m/s为使空降兵安全着地,他展开伞时的高度至少为:H -h =224 m -125 m =99 m.(2)当落地速度为5 m/s 时,相当于从h ′高处自由落体h ′=v 2t2g =252×10m =1.25 m.答案:(1)99 m (2)1.25 m15.某一跳水运动员从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水,从离开平台到手接触水面,运动员可以用于完成动作的时间为多长?在此过程中,运动员水平方向的运动忽略不计,运动员可视为全部质量集中在重心的一个质点,取g =10 m/s 2.解析:如题图所示,从平台跃起,到手接触水面,运动员重心的高度变化为h =10 m. 法一:将整个过程分上升和下降两个阶段考虑,设运动员跃起的初速度为v 0,则v 202g=H , v 0=2gH =2×10×0.45 m/s =3 m/s ,故上升时间为:t 1=v 0g=0.3 s.设运动员从最高点到手接触水面所用时间为t 2,则 12gt 22=h +H ,t 2= 2(H +h )g=2×(10+0.45)10s ≈1.4 s ,故用于完成动作的时间为t =t 1+t 2=1.7 s.法二:运动员的整个运动过程为竖直上抛运动,设总时间为t ,由于运动员入水时位于跃起位置下方10 m 处,故该过程位移为x =-h ,即:x =v 0t -12gt 2,其中v 0=3 m/s ,代入数据得:5t 2-3t -10=0,t =3+20910s ≈1.7 s(另一根不合题意,舍去). 答案:1.7 s。