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2.4 自由落体运动——高一物理人教版（2019）必修一课时优化训练
1.如图所示，水滴从水龙头管口由静止开始不断下落，每相邻两个水滴之间的时间间隔均为T.图示时刻，水滴3刚离开管口时，水滴1、2之间的距离为，水滴2、3之间的距离为，忽略空气阻力，则( )
A.图示时刻，水滴2的速度大小为
B.在水滴下落过程中，水滴1的加速度大于水滴2的加速度
C.在水滴下落过程中，水滴1和水滴2之间的距离保持不变
D.在水滴下落过程中，水滴1和水滴2的速度差值大于水滴2和水滴3的速度差值
2.一根竖直杆AB，在其下端B以下20 cm处固定一长度为1 m的竖直管（杆能穿过管），杆自由下落，穿过竖直管所用时间为0.4 s（穿过的过程是指从两个物体刚刚有重叠到完全没有重叠的过程，且杆与管间无相互作用），，则竖直杆AB的长度为( )
A.0.2 m B.0.4 m C.0.6 m D.0.8 m
3.下列关于自由落体运动的说法中，（g取）正确的是( )
A.自由落体运动是一种匀速运动
B.下落过程中，物体速度每秒增加9.8m/s
C.物体越重，下落得越快
D.物体刚下落时，速度和加速度都为零
4.某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动，距离地面时打开降落伞，落地前瞬间速度大小为。若打开降落伞后运动员的运动可看作匀减速直线运动且加速度大小为，取重力加速度。运动员做自由落体运动的时间为( )
A. B. C. D.
5.关于自由落体运动，下列说法正确的是( )
A.物体从静止开始下落的运动叫作自由落体运动
B.物体在只有重力作用下的运动叫作自由落体运动
C.自由落体运动初速度可以不为零
D.在有空气的空间里，如果空气阻力与重力相比可以忽略不计，物体从静止开始下落的运动可以看作自由落体运动
6.自由落体运动的物体，先后经过空中M、N两点时的速度分别为和，则( )
A.经过MN所需时间为 B.MN的间距为
C.经过MN的平均速度为 D.经过MN中间位置的速度为
7.观察水龙头，在水龙头出水口处水的流量（单位时间内通过任一横截面的水的体积）稳定时，发现水流如果不太大，则从水龙头中连续流出的水会形成一水柱，现测得高为H的水柱上端横截面积为，下端横截面积为，重力加速度为g，以下说法正确的是( )
A.水柱上粗下细 B.水柱上下均匀
C.该水龙头的流量是 D.该水龙头的流量是
8.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，g取。
（1）它下落的高度是多少；
（2）它在前内的平均速度是多少。
9.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0.6m的窗户的上、下沿，问：
（1）此屋檐离地面多少；
（2）滴水的时间间隔是多少。
10.在火星表面上，做自由落体运动的物体在开始内下落。求：
（1）该火星表面的重力加速度g；
（2）该物体从开始落下时的速度；
（3）该物体在第三个2s内的平均速度v。
11.鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏，撞击地面的速度最大不能超过1 m/s.某同学设计了如图所示的保护装置，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，现将该装置从距地面某一高处自由下落，装置着地后速度立即减为零，且保持竖直，此后鸡蛋在A、B夹板间减速下落的加速度大小为9g.（不计空气阻力，）
（1）如果没有保护，求鸡蛋自由下落而不被摔坏时释放的最大高度h；
（2）某次试验中保护装置从离地面的高度处静止释放，为保证鸡蛋安全，求鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离s；
（3）求在满足第（2）问情况下鸡蛋运动的总时间t.
答案以及解析
1.答案：A
解析：根据可知，图示时刻，水滴2的速度大小为，A正确；水滴做自由落体运动，所有水滴下落的加速度都是重力加速度，水滴1相对水滴2做匀速直线运动，水滴1和水滴2之间距离不断增大，B、C错误；水滴2与水滴1的速度差值及水滴3与水滴2的速度差值均等于，D错误.
2.答案：C
解析：杆做自由落体运动，杆的下端B由静止下落到管口的过程有，设杆AB的长度为L，竖直管长度为，杆的上端A下落到管底端的过程有，穿过管所用的时间，联立解得，故C正确.
3.答案：B
解析：A：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.故A项错误.
B：g取，则下落过程中，物体速度每秒增加9.8m/s.故B项正确.
C：重力加速度与物体的轻重无关.故C项错误.
D：物体刚下落时，速度为零；加速度是g.故D项错误.
4.答案：D
解析：选取向下为正方向，由速度和位移关系可得
解得
对于自由落体运动过程有
解得
故选D。
5.答案：D
解析：A.物体从静止开始下落，如果除受到重力外，还受其他力的作用,则不叫作自由落体运动,故A错误;
B.物体在只有重力作用下，初速度不为0的运动不叫作自由落体运动,故B错误;
C.自由落体运动初速度一定为零,故C错误;
D.在有空气的空间里，如果空气阻力与重力相比可以忽略不计，物体从静止开始下落的运动可以看作自由落体运动,故D正确。
6.答案：AB
解析：A、根据匀变速直线运动的速度—时间公式，可知经过MN所需时间为：，故A正确；
B、根据匀变速直线运动的速度—位移公式，可知MN的间距为：，故B正确；
C、根据匀变速直线运动的平均速度等于初末速度和的一半，可知经过MN的平均速度为：，故C错误；
D、根据速度—位移关系有：，，联立解得经过MN中间位置的速度为：，故D错误。
故选：AB。
7.答案：AC
解析：AB.设水在水柱上端处速度大小为，流到水柱下端处的速度为，则有
设极短时间为，在水柱上端处流出的水的体积为
流到水柱下端处的体积为
由题意可知
解得
因为，所以，故水柱上粗下细，A正确，B错误；
CD.联立AB解析中的表达式，可解得
则该水龙头的流量为
8.答案：（1）45m（2）10m/s
解析：（1）设钢球下落的高度为H，则据匀变速直线运动公式
得
（2）钢球在前2s内的平均速度为，则据平均速度的定义得
9.答案：（1）1.92m（2）
解析：（1）由题意可知，水滴做自由落体运动，设滴水的时间间隔为T，屋檐离地面高度为h，根据题意，对于第1滴水滴有
第3滴与第2滴正分别位于高0.6m的窗户的上、下沿，则有
联立解得此屋檐离地面距离为
（2）根据
可得滴水的时间间隔为
10.答案：（1），方向竖直向下；（2），方向竖直向下；（3），方向竖直向下
解析：（1）根据自由落体运动规律有
得火星表面的重力加速度为
方向竖直向下。
（2）根据自由落体运动的速度位移关系有
所以物体下落36m时的速度为
方向竖直向下。
（3）第三个2s内的平均速度指自由下落的4-6s内的平均速度，根据速度时间关系有，第4s内的速度为
第6s内的速度为
所以第三个2s内的平均速度为
方向竖直向下。
11.答案：（1）0.05 m
（2）0.55 m
（3）1.1 s
解析：（1）由题意知，鸡蛋做自由落体运动，由自由落体运动的规律得，解得.
（2）保护装置和鸡蛋共同自由下落，有，保护装置着地后鸡蛋开始减速，所以为保证鸡蛋安全，到达地面时速度不超过，鸡蛋放的位置到装置下端的最小距离s满足，代入数据联立解得.
（3）鸡蛋和保护装置自由下落时有，减速时有，鸡蛋运动的总时间，联立解得.

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