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1、第3講 自由落體運動和豎直上拋運動1自由落體運動(1)定義：物體僅在_作用下從_開始下落的運動重力靜止(2)實質(zhì)：初速度為_加速度為_的_直線運動零重力加速度勻加速一、自由落體運動的規(guī)律2自由落體運動的加速度(重力加速度)(1)特點：在同一地點，一切物體做自由落體運動的加速度都_，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
2、_作用下物體所做的運動2豎直上拋運動規(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的運動時間 t_.二、豎直上拋運動的規(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?qū)ΨQ性，小球從最高點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
3、 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動時間為考點1 自由落體運動的規(guī)律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 重點歸納【考點練透】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的是()ABCD答案：C2(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 1
4、5 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.位移公式：hv0t gt2.當(dāng) h0 時
5、，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(dāng)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/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
6、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，解題的時候要認真領(lǐng)會【考點練透】3(2015 年安徽宿州模擬)在某一高度以 v020 m/s 的初速度豎直上拋一個小球
7、(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動，平均速度可以用勻變速直線運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，v10 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，
8、v10 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，距起點的位移 h15 m，D 正確答案：D4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
9、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 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.(t4t1)2(t3t2)2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
10、 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).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
11、間則 T2t3t2小球從最高點自由落體運動到 x2 的過程有而 h1h2x2x1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【觸類旁通】1(多選)關(guān)于豎直上拋運動，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下落到拋出點的時間相等D拋出時的初速度大小等于物體下落到拋出點時的速度大小答案：CD2(多選)一物體做豎直上拋運動(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 sB2 sC5 sD3 s答案：AC
南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題一 第3講 自由落體運動和豎直上拋運動課件 新人教版
