高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 第3講 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)課件

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1、第 3 講自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)考點(diǎn) 1 自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用1自由落體運(yùn)動(dòng)重力靜止(1)定義：物體僅在_作用下從_開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)(2)實(shí)質(zhì)：初速度為_(kāi)的_直線運(yùn)動(dòng)零2自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度(重力加速度)勻加速(1)特點(diǎn)：在同一地點(diǎn)，一切物體做自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都_，這個(gè)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(wú)特殊說(shuō)明，g 一般取_ m/s2；粗略計(jì)算時(shí)，g 可取_ m/s2.(3)方向：_增大減小9.8103自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律豎直向下(1)vt_，h_,_.gt2gh(2)所有勻變速直線

2、運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)4研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法(1)理想化方法：從最簡(jiǎn)單、最基本的情況入手，抓住影響運(yùn)動(dòng)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(wèn)題常用的方法之一(2)根據(jù)理想化方法建立自由落體運(yùn)動(dòng)模型：當(dāng)物體所受重力遠(yuǎn)大于空氣阻力時(shí)，空氣阻力就可以忽略不計(jì)，近似看成僅受重力作用，這時(shí)的自由下落的運(yùn)動(dòng)就當(dāng)成是自由落體運(yùn)動(dòng)1.(單選)“嫦娥奔月”蘊(yùn)含著炎黃兒女千年的飛天夢(mèng)想，隨著我國(guó)“嫦娥計(jì)劃”的逐步進(jìn)展，奔月夢(mèng)想即將成為現(xiàn)實(shí)某校物理興趣小組收集了月球表面的許多資料，如 沒(méi)有空氣；重力加速度約為地球表面的 1/6；沒(méi)有磁場(chǎng) 并設(shè)想登上月球后，完

3、成如下實(shí)驗(yàn)：在空中從同一高度同時(shí)自由釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其它星球的影響，你認(rèn)為以下說(shuō)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(shí)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(shí)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(shí)落地，第一個(gè)物體下落時(shí)間為 t，第二個(gè)物體下落時(shí)間為 t/2，當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開(kāi)始下落時(shí)，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(zhǎng)為 L1，在其下L2處，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)

4、3的無(wú)底圓筒CD，若將懸線剪斷，則直桿穿過(guò)圓筒所用的時(shí)間為多少？解：直桿穿過(guò)圓筒所用的時(shí)間是從桿 B 點(diǎn)落到筒 C 端開(kāi)始，到桿的 A 端落到 D 端結(jié)束設(shè)桿 B 落到 C 端所用的時(shí)間為 t1，桿 A 端落到 D 端所用的時(shí)間為 t2.(1)vt_；(2)s_；(3) _.考點(diǎn) 2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用1豎直上拋運(yùn)動(dòng)：物體只在_作用下豎直向上拋出的運(yùn)動(dòng)重力2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(4)兩個(gè)特征量：最大高度 h_；運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)，下降階段為_(kāi)運(yùn)動(dòng)(2)整體法：從整體來(lái)看，運(yùn)

5、動(dòng)的全過(guò)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(yùn)動(dòng)看做是一個(gè)統(tǒng)一的減速直線運(yùn)動(dòng)這時(shí)取拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，初速度 v0 方向?yàn)檎较?，則 a_.g4豎直上拋運(yùn)動(dòng)上升和下降(落回原處)的兩個(gè)過(guò)程互為逆運(yùn)動(dòng)，具有_性有下列結(jié)論：對(duì)稱(1)物體從某點(diǎn)出發(fā)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間與從最高點(diǎn)回落到出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間相等即 t上t下_.所以，從某點(diǎn)拋出后又回到同一點(diǎn)所用的時(shí)間為 t2v0/g.v0/g(2)上升時(shí)的初速度 v0 與落回出發(fā)點(diǎn)的速度 v 等值反向，即vv0 .(3)以上特點(diǎn)，對(duì)于一般的勻減速直線運(yùn)動(dòng)都能適用若能靈活掌握以上特點(diǎn)，可使解題過(guò)程大為簡(jiǎn)化尤其要注意豎直上拋物體運(yùn)動(dòng)的

6、對(duì)稱性和速度、位移的正負(fù)3(單選)(湛江一中 2011 屆高三月考)將一個(gè)物體以某一速度從地面豎直向上拋出，物體在回到拋出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力忽略不計(jì)，則物體()DA落地速度小于拋出速度B在最高點(diǎn)的加速度為零C上升時(shí)間大于下落時(shí)間D上升時(shí)的加速度等于下落時(shí)的加速度解析：根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)上升和下降過(guò)程的對(duì)稱性可知 A、C 選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于豎直上拋運(yùn)動(dòng)只受重力的作用，無(wú)論在上升過(guò)程、下降過(guò)程還是最高點(diǎn)，物體的加速度都為 g，故 B 錯(cuò) D 對(duì)4系有一重物的氣球，以 4 m/s 的速度勻速上升，當(dāng)離地9 m 時(shí)，繩斷了，求重物的落地時(shí)間(g 取 10 m/s2)熱點(diǎn) 1 自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解【

7、例 1】(單選)關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( )CA物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)B加速度等于重力加速度的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)C在自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不同質(zhì)量的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同D物體做自由落體運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間成反比解析：豎直向下運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；B 選項(xiàng)中，物體不一定只受重力作用，初速度也不一定為零，故 B 錯(cuò)誤選擇 C.1(2010 年惠州三模)在游樂(lè)場(chǎng)中，有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)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(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)

8、動(dòng).1.2 s后，開(kāi)始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下落到離地面 4 m高處時(shí)速度剛好減小到零然后再讓座椅以相當(dāng)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(shí)刻的速度是多大？(2)座椅在勻減速階段的時(shí)間是多少？熱點(diǎn) 2 豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解【例2】原地起跳時(shí)，先屈腿下蹲，然后突然蹬地從開(kāi)始蹬地到離地是加速過(guò)程(視為勻加速)，加速過(guò)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(guò)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(guò)仔細(xì)審題不難發(fā)現(xiàn)“人和跳蚤的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程都視為質(zhì)點(diǎn)”且“人具有與跳蚤相等的起跳加速度”這兩條關(guān)鍵信息用 a 表示跳蚤起跳的加速度，v 表示離地時(shí)的速度，則對(duì)加速過(guò)程和離地后的上升過(guò)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(shí)的速度，h 表示與此相應(yīng)的豎直高度則加速過(guò)程和離地后上升過(guò)程分別滿足2(雙選)(2010 年茂名二模)關(guān)于豎直上拋運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()CDA上升過(guò)程的加速度大于下降過(guò)

10、程的加速度B當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)C從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間和從最高點(diǎn)回到拋出點(diǎn)的時(shí)間相等D拋出時(shí)的初速度大小等于物體回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小解析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)只受到重力作用，全過(guò)程加速度大小恒定，故 A 錯(cuò)；最高點(diǎn)雖然速度為零，但加速度不為零，不是平衡狀態(tài)，故 B 錯(cuò)；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間和從最高點(diǎn)回到拋出點(diǎn)的時(shí)間相等，上升時(shí)的初速度與落回出發(fā)點(diǎn)的速度等值反向，故 C、D 對(duì)易錯(cuò)點(diǎn) 1：機(jī)械套用自由落體運(yùn)動(dòng)公式【例 1】一個(gè)物體從塔頂落下，在到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過(guò)的位移為整個(gè)位移的 9/25，求塔高(g10 m/s2)正確解析：根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖，如圖 1

11、31 所示物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時(shí)間為 t，通過(guò)的位移為 H，物體在t1 秒內(nèi)的位移為 h.因?yàn)関00圖 131 則有 H12gt2 h12g(t1)2HhH925 由解得 H125 m. 解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，對(duì)整體與局部，局部與局部過(guò)程相互關(guān)系的分析，是解題的重要環(huán)節(jié)物體從塔頂落下時(shí)，對(duì)整個(gè)過(guò)程而言是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)而對(duì)部分最后一秒內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)則不能視為初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)因?yàn)樽詈笠幻雰?nèi)的初始時(shí)刻物體具有一定的初速度，由于對(duì)整體和部分的關(guān)系不清，導(dǎo)致物理規(guī)律用錯(cuò)，形成錯(cuò)解如本題初位置記為 A 位置，t1 秒時(shí)記為 B 位置，落地點(diǎn)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(guò)程 AC 與局部過(guò)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(shí) 1 s 的勻加速運(yùn)動(dòng)，而vB 可看成是局部過(guò)程 AB 的末速度這樣分析就會(huì)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(cè)得最后 1 s 的路程為 14 m，求重物下落時(shí)間和該星球表面重力加速度解：設(shè)重物下落時(shí)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(shí)間為 4 s，該星球表面重力加速度為 4 m/s2.易錯(cuò)點(diǎn) 2：從氣球上脫離的慣性問(wèn)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(gè)物體，經(jīng) 17 s 到達(dá)地面求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度(g10 m/s2)正確解析：本題既可以將整個(gè)過(guò)程作為整體處理也可以分段處理解法一：可將物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖(如圖 132)規(guī)定向下方向?yàn)檎?，則圖 133由于對(duì)慣性定律理解不深刻， 導(dǎo)致對(duì)題中的隱含條件即物體離開(kāi)氣球時(shí)具有向上的初速度視而不見(jiàn)， 誤認(rèn)為 v00.實(shí)際物體隨氣球勻速上升時(shí)，物體具有向上 10 m/s 的速度；當(dāng)

14、物體離開(kāi)氣球時(shí)，由于慣性物體繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離，在重力作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)在解決運(yùn)動(dòng)學(xué)的問(wèn)題過(guò)程中，畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖很重要解題前應(yīng)根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)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(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤如正確解析解法一中不規(guī)定正方向，就會(huì)出現(xiàn) hv0t12gt210171210172m1 615 m 的錯(cuò)誤2氣球下掛一重物，以 v010 m/s 勻速上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高 h175 m 處時(shí)，懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物經(jīng)多少時(shí)間落到地面？落地時(shí)的速度多大？(空氣阻力不計(jì)，取 g10 m/s2)解：這里的研究對(duì)象是重物，原來(lái)它隨氣球以速度v0勻速上升繩子突然斷裂后，重物不會(huì)立即下降，將保持原來(lái)的速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，直至最高點(diǎn)后再自由下落從繩子斷裂開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間 t 最后物體落到地面，規(guī)定初速方向?yàn)檎较?，則物體在時(shí)間 t 內(nèi)的位移 h175 m.