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1、第 3 講自由落體運動和豎直上拋運動考點 1 自由落體運動的規(guī)律及應用1自由落體運動重力靜止(1)定義：物體僅在_作用下從_開始下落的運動(2)實質(zhì)：初速度為_的_直線運動零2自由落體運動的加速度(重力加速度)勻加速(1)特點：在同一地點，一切物體做自由落體運動中的加速度都_，這個加速度叫重力加速度，用 g 表示相同(2)大?。涸诘厍虮砻嫔喜煌牡胤?，重力加速度的大小是不同的，它隨緯度的升高而_，隨海拔的升高而_無特殊說明，g 一般取_ m/s2；粗略計算時，g 可取_ m/s2.(3)方向：_增大減小9.8103自由落體運動的規(guī)律豎直向下(1)vt_，h_,_.gt2gh(2)所有勻變速直線
2、運動的推論，包括初速度為零的比例式結(jié)論，都適用于自由落體運動4研究自由落體運動的方法(1)理想化方法：從最簡單、最基本的情況入手，抓住影響運動的主要因素，去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾理想化是研究物理問題常用的方法之一(2)根據(jù)理想化方法建立自由落體運動模型：當物體所受重力遠大于空氣阻力時，空氣阻力就可以忽略不計，近似看成僅受重力作用，這時的自由下落的運動就當成是自由落體運動1.(單選)“嫦娥奔月”蘊含著炎黃兒女千年的飛天夢想，隨著我國“嫦娥計劃”的逐步進展，奔月夢想即將成為現(xiàn)實某校物理興趣小組收集了月球表面的許多資料，如 沒有空氣；重力加速度約為地球表面的 1/6；沒有磁場 并設想登上月球后，完
3、成如下實驗：在空中從同一高度同時自由釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其它星球的影響，你認為以下說法正確的是()A氫氣球和鉛球都處于漂浮狀態(tài)B氫氣球和鉛球都將下落，且同時落地C氫氣球?qū)⒓铀偕仙?，鉛球加速下落D氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到地面解析：氫氣球、鉛球均自由下落，重力加速度都相同，高度相同，所以下落時間也相同答案：B2(單選)兩物體分別從不同高度自由下落，同時落地，第一個物體下落時間為 t，第二個物體下落時間為 t/2，當?shù)诙€物體開始下落時，兩物體相距()DAgt2B3gt2/8C3gt2/4Dgt2/4【教師參考備選題】如圖所示，懸掛的直桿 AB 長為 L1，在其下L2處，有一長為L
4、3的無底圓筒CD，若將懸線剪斷，則直桿穿過圓筒所用的時間為多少？解：直桿穿過圓筒所用的時間是從桿 B 點落到筒 C 端開始，到桿的 A 端落到 D 端結(jié)束設桿 B 落到 C 端所用的時間為 t1，桿 A 端落到 D 端所用的時間為 t2.(1)vt_；(2)s_；(3) _.考點 2豎直上拋運動的規(guī)律及應用1豎直上拋運動：物體只在_作用下豎直向上拋出的運動重力2豎直上拋運動的規(guī)律(4)兩個特征量：最大高度 h_；運動時間 t_.2v0/gv0gt2gh3.兩種處理辦法勻減速自由落體(1)分段法：上升階段看做末速度為零，加速度大小為 g 的_直線運動，下降階段為_運動(2)整體法：從整體來看，運
5、動的全過程加速度大小恒定且方向與初速度 v0 方向始終相反，因此可以把豎直上拋運動看做是一個統(tǒng)一的減速直線運動這時取拋出點為坐標原點，初速度 v0 方向為正方向，則 a_.g4豎直上拋運動上升和下降(落回原處)的兩個過程互為逆運動，具有_性有下列結(jié)論：對稱(1)物體從某點出發(fā)上升到最高點的時間與從最高點回落到出發(fā)點的時間相等即 t上t下_.所以，從某點拋出后又回到同一點所用的時間為 t2v0/g.v0/g(2)上升時的初速度 v0 與落回出發(fā)點的速度 v 等值反向，即vv0 .(3)以上特點，對于一般的勻減速直線運動都能適用若能靈活掌握以上特點，可使解題過程大為簡化尤其要注意豎直上拋物體運動的
6、對稱性和速度、位移的正負3(單選)(湛江一中 2011 屆高三月考)將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，物體在回到拋出點的運動過程中所受空氣阻力忽略不計，則物體()DA落地速度小于拋出速度B在最高點的加速度為零C上升時間大于下落時間D上升時的加速度等于下落時的加速度解析：根據(jù)豎直上拋運動上升和下降過程的對稱性可知 A、C 選項錯誤；由于豎直上拋運動只受重力的作用，無論在上升過程、下降過程還是最高點，物體的加速度都為 g，故 B 錯 D 對4系有一重物的氣球，以 4 m/s 的速度勻速上升，當離地9 m 時，繩斷了，求重物的落地時間(g 取 10 m/s2)熱點 1 自由落體運動規(guī)律的理解【
7、例 1】(單選)關于自由落體運動，下列說法正確的是( )CA物體豎直向下的運動就是自由落體運動B加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動C在自由落體運動過程中，不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律相同D物體做自由落體運動位移與時間成反比解析：豎直向下運動的物體除受重力外還可以受到其它豎直方向力的作用，故 A 錯誤；B 選項中，物體不一定只受重力作用，初速度也不一定為零，故 B 錯誤選擇 C.1(2010 年惠州三模)在游樂場中，有一種大型游戲機叫“跳樓機”參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動機將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面 40 m 高處，然后由靜止釋放為研究方便，可以認為座椅沿軌道做自由落體運
8、動.1.2 s后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運動，且下落到離地面 4 m高處時速度剛好減小到零然后再讓座椅以相當緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落，將游客送回地面(取 g10 m/s2)求：(1)座椅在自由下落結(jié)束時刻的速度是多大？(2)座椅在勻減速階段的時間是多少？熱點 2 豎直上拋運動規(guī)律的理解【例2】原地起跳時，先屈腿下蹲，然后突然蹬地從開始蹬地到離地是加速過程(視為勻加速)，加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離”離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”現(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：人原地上跳的“加速距離”d10.50 m，“豎直高度”h11.0 m；跳蚤原地上跳的“加速距離”d20.00
9、080 m，“豎直高度”h20.10 m假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為0.50 m，則人上跳的“豎直高度”是多少？解析：通過仔細審題不難發(fā)現(xiàn)“人和跳蚤的整個運動過程都視為質(zhì)點”且“人具有與跳蚤相等的起跳加速度”這兩條關鍵信息用 a 表示跳蚤起跳的加速度，v 表示離地時的速度，則對加速過程和離地后的上升過程分別有 v22ad2，v22gh2若假想人具有和跳蚤相同的加速度 a，v0 表示在這種假想下人離地時的速度，h 表示與此相應的豎直高度則加速過程和離地后上升過程分別滿足2(雙選)(2010 年茂名二模)關于豎直上拋運動，以下說法正確的是()CDA上升過程的加速度大于下降過
10、程的加速度B當物體到達最高點時處于平衡狀態(tài)C從拋出點上升到最高點的時間和從最高點回到拋出點的時間相等D拋出時的初速度大小等于物體回到拋出點時的速度大小解析：豎直上拋運動只受到重力作用，全過程加速度大小恒定，故 A 錯；最高點雖然速度為零，但加速度不為零，不是平衡狀態(tài)，故 B 錯；根據(jù)運動的對稱性，從拋出點上升到最高點的時間和從最高點回到拋出點的時間相等，上升時的初速度與落回出發(fā)點的速度等值反向，故 C、D 對易錯點 1：機械套用自由落體運動公式【例 1】一個物體從塔頂落下，在到達地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個位移的 9/25，求塔高(g10 m/s2)正確解析：根據(jù)題意畫出運動草圖，如圖 1
11、31 所示物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時間為 t，通過的位移為 H，物體在t1 秒內(nèi)的位移為 h.因為v00圖 131 則有 H12gt2 h12g(t1)2HhH925 由解得 H125 m. 解決勻變速直線運動問題時，對整體與局部，局部與局部過程相互關系的分析，是解題的重要環(huán)節(jié)物體從塔頂落下時，對整個過程而言是初速度為零的勻加速直線運動而對部分最后一秒內(nèi)物體的運動則不能視為初速為零的勻加速直線運動因為最后一秒內(nèi)的初始時刻物體具有一定的初速度，由于對整體和部分的關系不清，導致物理規(guī)律用錯，形成錯解如本題初位置記為 A 位置，t1 秒時記為 B 位置，落地點為C位置(如圖 132 所示)不難看出既
12、可以把 BC 段看成是整體過程 AC 與局部過程 AB 的差值，也可以把 BC 段看做是物體以初速度 vB 和加速度 g 向下做為時 1 s 的勻加速運動，而vB 可看成是局部過程 AB 的末速度這樣分析就會發(fā)現(xiàn)其中一些隱含條件，使得求解方便圖 1321某宇航員在一星球上高 32 米處自由釋放一重物，測得最后 1 s 的路程為 14 m，求重物下落時間和該星球表面重力加速度解：設重物下落時間為 t，該星球表面重力加速度為 a，H32 m，最后 1 s 的路程為 h14 m，據(jù)題意：Hat2/2hat2/2a(t1)2 /2代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：a4 m/s2，t4 s 或 t4/7 s(根據(jù)題意，
13、須 t1 s，舍去)故重物下落時間為 4 s，該星球表面重力加速度為 4 m/s2.易錯點 2：從氣球上脫離的慣性問題【例 2】氣球以 10 m/s 的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經(jīng) 17 s 到達地面求物體剛脫離氣球時氣球的高度(g10 m/s2)正確解析：本題既可以將整個過程作為整體處理也可以分段處理解法一：可將物體的運動過程視為勻變速直線運動根據(jù)題意畫出運動草圖(如圖 132)規(guī)定向下方向為正，則圖 133由于對慣性定律理解不深刻， 導致對題中的隱含條件即物體離開氣球時具有向上的初速度視而不見， 誤認為 v00.實際物體隨氣球勻速上升時，物體具有向上 10 m/s 的速度；當
14、物體離開氣球時，由于慣性物體繼續(xù)向上運動一段距離，在重力作用下做勻變速直線運動在解決運動學的問題過程中，畫運動草圖很重要解題前應根據(jù)題意畫出運動草圖草圖上一定要有規(guī)定的正方向，否則矢量方程解決問題就會出現(xiàn)錯誤如正確解析解法一中不規(guī)定正方向，就會出現(xiàn) hv0t12gt210171210172m1 615 m 的錯誤2氣球下掛一重物，以 v010 m/s 勻速上升，當?shù)竭_離地高 h175 m 處時，懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物經(jīng)多少時間落到地面？落地時的速度多大？(空氣阻力不計，取 g10 m/s2)解：這里的研究對象是重物，原來它隨氣球以速度v0勻速上升繩子突然斷裂后，重物不會立即下降，將保持原來的速度做豎直上拋運動，直至最高點后再自由下落從繩子斷裂開始計時，經(jīng)時間 t 最后物體落到地面，規(guī)定初速方向為正方向，則物體在時間 t 內(nèi)的位移 h175 m.
高考物理一輪復習 專題一 第3講 自由落體運動和豎直上拋運動課件
