高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題一 第3講 自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動課件 新人教版

第 3講 自 由 落 體 運(yùn) 動 和 豎 直 上 拋 運(yùn) 動 1自由落體運(yùn)動(1)定義：物體僅在_作用下從_開始下落的運(yùn)動重力靜止(2)實(shí)質(zhì)：初速度為_加速度為_的_直線運(yùn)動零重力加速度勻加速一 、 自 由 落 體 運(yùn) 動 的 規(guī) 律 2自由落體運(yùn)動的加速度(重力加速度)(1)特點(diǎn)：在同一地點(diǎn)，一切物體做自由落體運(yùn)動的加速度都_，這個加速度叫重力加速度，用 g 表示相同(2)大小：在地球表面上不同的地方，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，一般取 g_m /s2；粗略計算時，可取 g_m /s2.增大減小9.810(3)方向：_.豎直向下 1豎直上拋運(yùn)動：把物體以一定初速度 v0 沿著豎直方向重力向上拋出，僅在_作用下物體所做的運(yùn)動2豎直上拋運(yùn)動規(guī)律(1)vt_.(2)s_.v0gt(4)兩個特征量：最大高度 h_；從拋出到落回拋出點(diǎn)的運(yùn)動時間 t_.二 、 豎 直 上 拋 運(yùn) 動 的 規(guī) 律2gh 【 基 礎(chǔ) 檢 測 】1兩物體分別從不同高度自由下落，同時落地，第一個物)下落時，兩物體相距(體下落時間為 t，第二個物體下落時間為 ，當(dāng)?shù)诙€物體開始2t 答 案 ： D 逆 向 對 稱 性 ， 小 球 從 最 高 點(diǎn) 落 至 該 位 置 的 時 間 為 t t2一個小球豎直向上拋出，兩次經(jīng)過拋出點(diǎn)上方距離拋出點(diǎn)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(diǎn) 高 度 為 10 m 處 的 時 間 間 隔為 t 2 s， 所 以 ， 根 據(jù) 豎 直 上 拋 運(yùn) 動 的 上 升 階 段 與 下 降 階 段 的1 s. 12 再 根 據(jù) 速 率 的 對 稱 性 ， 小 球 上 升 至 該 位 置 的 速 度 為小 球 從 拋 出 到 返 回 原 處 的 總 運(yùn) 動 時 間 為 考 點(diǎn) 1 自 由 落 體 運(yùn) 動 的 規(guī) 律所有勻變速直線運(yùn)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(yùn)動 重 點(diǎn) 歸 納 【 考 點(diǎn) 練 透 】1(2015 年 上 海 十 三 校 聯(lián) 考 )在真空中，將蘋果和羽毛同時從同一高度由靜止釋放，下列頻閃照片中符合事實(shí)的是( )A B C D答 案 ： C 2(2015 年 北 京 大 學(xué) 附 屬 中 學(xué) 月 考 )如圖 1-3-1 所示，在地面上一盤子 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( )Ab 先落入 C 盤中，不可能在下落過程中相遇Ba 先落入 C 盤中，a、b 下落過程相遇點(diǎn)發(fā)生在 BC 之間某位置Ca、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(diǎn)恰好在 B 處圖 1-3-1 答 案 ： D 考 點(diǎn) 2 豎 直 上 拋 運(yùn) 動 的 規(guī) 律 重 點(diǎn) 歸 納1分段法分析豎直上拋運(yùn)動上升過程：vt0、ag 的勻減速直線運(yùn)動下降過程：自由落體運(yùn)動2整體法分析豎直上拋運(yùn)動將上升和下降過程統(tǒng)一看成是初速度 v0 向上，加速度 g 向下的勻變速直線運(yùn)動速度公式：v tv0gt. 位移公式：hv0t gt2.當(dāng) h0 時，表示物體拋出后落回拋出點(diǎn)后繼續(xù)下落到拋出點(diǎn)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(diǎn)下方某處時所用時間；另一解為負(fù)值，應(yīng)舍去注 意 ： 當(dāng) 物 體 經(jīng) 過 拋 出 點(diǎn) 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(fù) ， 正負(fù) 代 表 不 同 的 意 義 12 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(yùn)動火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過 4 s 到達(dá)離地面 40 m 高處時燃料恰好用完，若不計空氣阻力，取 g10 m /s2，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(yùn) 動 分 為 兩 個 過 程 ， 第 一 個 過 程 為 做 勻 加 速 上 升 運(yùn)動 ， 第 二 個 過 程 為 做 豎 直 上 拋 運(yùn) 動 至 到 達(dá) 最 高 點(diǎn) 所 以 火 箭 上 升 離 地 面 的 最 大 高 度 h h 1 h2 40 m 20 m 60 m . (3)方 法 一 分 段 分 析 法 方 法 二 整 體 分 析 法備 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(rèn)真領(lǐng)會 【 考 點(diǎn) 練 透 】3(2015 年 安 徽 宿 州 模 擬 )在某一高度以 v0 20 m /s 的初速度豎直上拋一個小球(不計空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為 10 m /s時，以下判斷正確的是(g 取 10 m /s2)( )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(yùn) 動 ， 平均 速 度 可 以 用 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動 的 平 均 速 度 公 式 求 出 ，規(guī) 定 豎 直 向 上 為 正 方 向 ， 當(dāng) 小 球 的 末 速 度 大 小 為 10 m /s、 方 向豎 直 向 上 時 ， v 10 m /s， 用 公 式 求 得 平 均 速 度 為 15 m /s， 方 向豎 直 向 上 ； 當(dāng) 小 球 的 末 速 度 大 小 為 10 m /s、 方 向 豎 直 向 下 時 ，v 10 m /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 一定 ， 距 起 點(diǎn) 的 位 移 h 15 m ， D 正 確 答 案 ： D 4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 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， 方 法 “ 對 稱 法 ” 在 豎 直 上 拋 運(yùn) 動 中 的 應(yīng) 用在豎直上拋運(yùn)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(diǎn)的上升時間與從最高點(diǎn)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(diǎn)，C 為最高點(diǎn)1時間對稱性物體上升過程中從 AC 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(diǎn)的速度與下降過程經(jīng)過 A點(diǎn)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 mgh AB. (t4t1)2(t3t2)2例 2：一個小球做豎直上拋運(yùn)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(diǎn)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(yùn)動計時)求證重力加速度 g8(x2x1) .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直上拋運(yùn)動公式，則很難理出頭緒，但如果抓住豎直上拋運(yùn)動中時間的對稱性從某一位置上升到最高點(diǎn)和從最高點(diǎn)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(diǎn) 到 位 置 x1的 距 離 為 h1， T1為 從 x1上 升 到 最高 點(diǎn) ， 又 落 回 x1 的 總 時 間則 T1 t4 t1小 球 從 最 高 點(diǎn) 自 由 落 體 運(yùn) 動 到 x1 的 過 程 有設(shè) 最 高 點(diǎn) 到 位 置 x 2的 距 離 為 h2， T2為 從 x2 上 升 到 最 高 點(diǎn) ，又 落 回 x2 的 總 時 間則 T2 t3 t2 小 球 從 最 高 點(diǎn) 自 由 落 體 運(yùn) 動 到 x2 的 過 程 有而 h1 h2 x2 x1同 類 延 伸 ：高中物理階段碰到的對稱問題很多，如斜拋運(yùn)動過程的對稱、電路的對稱、圖象的對稱、粒子在電場或磁場中運(yùn)動的對稱以及彈簧振子振動過程的對稱等 【 觸 類 旁 通 】1(多 選 )關(guān)于豎直上拋運(yùn)動，下列說法正確的是( )A上升過程的加速度大于下降過程的加速度B當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)時處于平衡狀態(tài)C從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時間和從最高點(diǎn)下落到拋出點(diǎn)的時間相等D拋出時的初速度大小等于物體下落到拋出點(diǎn)時的速度大小答 案 ： CD 2(多 選 )一 物體做豎直上拋運(yùn)動(不計空氣阻力)，初速度為 30 m /s ， 當(dāng) 物 體 的 位 移 為 25 m 時，經(jīng)歷的時間為(g 取10 m /s2)( )A1 s B2 s C5 s D3 s答 案 ： AC