南方新高考高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題一 運動的描述 直線運動 第3講 自由落體運動和豎直上拋運動課件

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1、第3講 自由落體運動和豎直上拋運動一、自由落體運動的規(guī)律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.零重力加速度勻加速(2)實質(zhì)：初速度為_加速度為_的_直線運動.2.基本規(guī)律(1)速度公式：v_.(2)位移公式：h_.(3)速度位移關(guān)系式：v2_.2ghgt二、豎直上拋運動的規(guī)律1.豎直上拋運動：把物體以一定初速度 v0 沿著豎直方向向上拋出，僅在_作用下物體所做的運動.2.豎直上拋運動規(guī)律(1)vt_.(2)s_.(4)兩個特征量：最大高度 h_；從拋出到落回拋出點的運動時間 t_.重力2gh2v0gv0gt【基礎(chǔ)檢測】在某一高度以 v020 m/s 的初速度豎

2、直上拋一個小球，不計空氣阻力，當小球速度大小為 10 m/s 時，g 取 10 m/s2，以下判斷正確的是()A.小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小一定為 15 m/s，方向豎直向上B.小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小一定為 5 m/s，方向豎直向下C.小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小一定為 5 m/s，方向豎直向上D.小球的位移大小一定是 15 m解析：小球被豎直向上拋出，做的是勻變速直線運動，平規(guī)定豎直向上為正方向，當小球的末速度大小為 10 m/s、方向豎直向上時，v10 m/s，用公式求得平均速度為 15 m/s，方向豎直向上；當小球的末速度大小為 10 m/s、方向豎直向下時，v 10 m/

3、s，用公式求得平均速度大小為 5 m/s，方向豎直向上，故 A、B、C 錯誤；由于末速度大小為 10 m/s 時，球的位置一答案：D考點 1 自由落體運動的規(guī)律 重點歸納所有勻變速直線運動的推論，包括初速度為零的比例式結(jié)論，都適用于自由落體運動.【考點練透】1.(多選)將一物體以某一初速度豎直上拋.物體在運動過程中受到一個大小不變的空氣阻力作用，它從拋出點到最高點的運動時間為 t1，再從最高點回到拋出點的運動時間為 t2，如果沒有空氣阻力作用，它從拋出點到最高點所用的時間為 t0，則()B.t1t1D.t1t0，t2t0，t2t0，t2t1答案：BC2.如圖 1-3-1 所示，在地面上一盤子

4、C 的正上方 A 處有一金屬小球 a 距 C 為 20 m，在 B 處有另一個金屬小球 b 距 C 為)15 m，小球 a 比小球 b 提前1 s 由靜止釋放(g取10 m/s2).則(A.b 先落入 C 盤中，不可能在下落過程中相遇B.a 先落入 C 盤中，a、b 下落過程相遇點發(fā)生在 BC 之間某位置C.a、b 兩小球同時落入 C 盤D.在 a 球下落過程中，a、b 兩小球相遇點恰好在 B 處圖 1-3-1答案：D考點 2 豎直上拋運動的規(guī)律 重點歸納1.分段法分析豎直上拋運動上升過程：vt0、ag 的勻減速直線運動.下降過程：自由落體運動.2.整體法分析豎直上拋運動將上升和下降過程統(tǒng)一看

5、成是初速度 v0 向上，加速度 g 向下的勻變速直線運動.速度公式：vtv0gt.當 h0 時，表示物體拋出后落回拋出點后繼續(xù)下落到拋出點下方的某一位置.此時 t 有兩解：一解為正值，表示物體下落到拋出點下方某處時所用時間；另一解為負值，應(yīng)舍去.注意：當物體經(jīng)過拋出點上方某個位置時，可能處于上升階段，也可能處于下降階段，造成多解.vt 與 h 有正有負，正負代表不同的意義. 典例剖析例 1：某校一課外活動小組自制一枚火箭，設(shè)火箭從地面發(fā)射后，始終在垂直于地面的方向上運動.火箭點火后可認為做勻加速直線運動，經(jīng)過 4 s 到達離地面 40 m 高處時燃料恰好用完，若不計空氣阻力，取 g10 m/s

6、2，求：(1)燃料恰好用完時火箭的速度.(2)火箭上升離地面的最大高度.(3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時間.解：設(shè)燃料用完時火箭的速度為 v1，所用時間為 t1.火箭的運動分為兩個過程，第一個過程為做勻加速上升運動，第二個過程為做豎直上拋運動至到達最高點.所以火箭上升離地面的最大高度 hh1h240 m20 m60 m.(3)方法一 分段分析法方法二 整體分析法考慮從燃料用完到殘骸落回地面的全過程，以豎直向上為正方向，全過程為初速度 v1 20 m/s，加速度 ag10m/s2，位移 h40 m 的勻減速直線運動，即有 hv1t備考策略：分段法和整體法貫穿整個高中的物理學(xué)習(xí)中，一定要掌

7、握.如同連接體問題中受力分析的整體法和隔離法，動能定理中可以用分段法，也可以用整體法列方程等.大多數(shù)題目用整體法比較簡潔方便，也有少數(shù)題目一定要用分段法才可以解出來，解題的時候要認真領(lǐng)會.【考點練透】3.(多選)在塔頂上將一物體豎直向上拋出，拋出點為 A，物體上升的最大高度為 20 m.不計空氣阻力，設(shè)塔足夠高.則物體位移大小為 10 m 時，物體通過的路程可能為()B.20 mD.50 mA.10 mC.30 m答案：ACD4.在豎直的井底，將一物塊以 11 m/s 的速度豎直地向上拋出，物塊沖過井口時被人接住，在被人接住前 1 s 內(nèi)物塊的位移是 4 m，位移方向向上，不計空氣阻力，g 取

8、 10 m/s2，求：(1)物塊從拋出到被人接住所經(jīng)歷的時間.(2)此豎直井的深度.解：(1)設(shè)被人接住前 1 s 時刻物塊的速度為 v，則vv0g則物塊從拋出到被人接住所用總時間為tt91110s1 s1.2 s.(2)豎直井的深度為方法 “對稱法”在豎直上拋運動中的應(yīng)用在豎直上拋運動的上升階段和下降階段，速度、時間都具有對稱性，分析問題時，注意利用對稱性.如上升、下落經(jīng)過同一位置時的速度大小相等、方向相反；從該位置到最高點的上升時間與從最高點落回該位置的時間相等.如圖 1-3-2 所示，物體以初速度 v0 豎直上拋，A、B 為途中的任意兩點，C 為最高點.1.時間對稱性物體上升過程中從 A

9、C 所用時間 tAC 和下降過程中從 CA 所用時間 tCA 相等，同理 tABtBA.2.速度對稱性物體上升過程經(jīng)過 A 點的速度與下降過程經(jīng)過 A點的速度大小相等.3.能量對稱性圖 1-3-2物體從 AB 和從 BA 重力勢能變化量的大小相等，均等于 mghAB.例 2：一個小球做豎直上拋運動，經(jīng)過時間 t1 上升到位置x1，上升到位置 x2 的時間為 t2，小球上升到最高點后下落到位置 x2 的時間為 t3，繼續(xù)下落到位置 x1 的時間為 t4(說明：各時間均以開始運動計時).求證重力加速度 g8(x2x1)(t4t1)2(t3t2)2.審題突破：此題求證結(jié)果較為復(fù)雜，若不加選擇地套用豎

10、直上拋運動公式，則很難理出頭緒，但如果抓住豎直上拋運動中時間的對稱性從某一位置上升到最高點和從最高點落回該位置所用的時間相等，則可簡化問題的處理.證明：設(shè)最高點到位置 x1 的距離為h1，T1為從 x1上升到最高點，又落回 x1 的總時間則 T1t4t1小球從最高點自由落體運動到 x1 的過程有設(shè)最高點到位置 x2 的距離為 h2，T2為從 x2上升到最高點，又落回 x2 的總時間，則T2t3t2小球從最高點自由落體運動到 x2 的過程有而 h1h2x2x1將以上各式整理得 g .8(x2x1)(t4t1)2(t3t2)2同類延伸：高中物理階段碰到的對稱問題很多，如斜拋運動過程的對稱、電路的對

11、稱、圖象的對稱、粒子在電場或磁場中運動的對稱以及彈簧振子振動過程的對稱等.2v【觸類旁通】1.在離地高 h 處，沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球，它們的初速度大小均為 v，不計空氣阻力，兩球落地的時間差為()A.gB.vgC.2hrD.hv答案：A逆向?qū)ΨQ性，小球從最高點落至該位置的時間為t t1 s2.一個小球豎直向上拋出，兩次經(jīng)過拋出點上方距離拋出點的高度為 10 m 處的時間間隔為t2 s，則小球的上拋初速度v0 有多大？從拋出到返回原處，小球共經(jīng)歷了多長時間？(g 取10 m/s2)解：因為小球兩次經(jīng)過距拋出點高度為 10 m 處的時間間隔為t2 s，所以，根據(jù)豎直上拋運動的上升階段與下降階段的再根據(jù)速率的對稱性，小球上升至該位置的速度為12