名师导学高考物理一轮-13自由落体与竖直上抛运动.pptx

第第3 3节自由落体与竖直上抛运动节自由落体与竖直上抛运动1 1自自由由落落体体运运动动的的特特点点自自由由落落体体运运动动是是物物体体只只在在重重力作用下初速度为力作用下初速度为 ，加速度为，加速度为 的匀加速直线运动的匀加速直线运动2 2自由落体的运动规律自由落体的运动规律(1)(1)速度公式：速度公式：v v .(2)(2)位移公式：位移公式：h h .(3)(3)速度位移关系式：速度位移关系式：v v2 2 .2ghgt零零重力加速度重力加速度g一、自由落体运动一、自由落体运动(4)从运动开始连续相等时间内位移之比为从运动开始连续相等时间内位移之比为 .(5)连续相等的时间内位移的增加量相等，即连续相等的时间内位移的增加量相等，即h .(6)一段时间内的平均速度一段时间内的平均速度 .二、竖直上抛运动二、竖直上抛运动1竖直上抛运动的特点竖直上抛运动的特点(1)物体只受重力作用，具有竖直向上的初速度物体只受重力作用，具有竖直向上的初速度(2)上升阶段：速度越来上升阶段：速度越来 ，加速度与速度方向，加速度与速度方向 ，是，是 运动运动1 3 5 7 gt2越小越小相反相反匀减速直线匀减速直线(3)下下降降阶阶段段：速速度度越越来来 ，加加速速度度与与速速度度方方向向 ，是，是 运动运动(4)在在 最最 高高 点点：速速 度度 为为 ，但但 加加 速速 度度 仍仍 为为 ，所以物体此时并不处于平衡状态，所以物体此时并不处于平衡状态2竖直上抛运动的规律竖直上抛运动的规律(1)速度公式：速度公式：v .(2)位移公式：位移公式：h .(3)速度位移关系式：速度位移关系式：v2v02 .2ghv0t gt2v0gt越大越大相同相同匀加速直线匀加速直线零零重力加速度重力加速度g3几个特征量几个特征量(1)上升的最大高度：上升的最大高度：H .(2)上升到最大高度处所需时间上升到最大高度处所需时间t上上和从最高点处落和从最高点处落回原抛出点所需时间回原抛出点所需时间t下下相等，即相等，即t上上t下下 .三、竖直下抛运动三、竖直下抛运动竖竖直直下下抛抛运运动动是是初初速速度度不不为为0、加加速速度度为为g、竖竖直直向向下下的的匀匀加加速速直直线线运运动动，匀匀加加速速直直线线运运动动规规律律都都适适用用于竖直下抛运动，只要将公式中的于竖直下抛运动，只要将公式中的a用用g代替代替vv0gthv0t gt2v2v022gh 题型一：自由落体运动规律的应用题型一：自由落体运动规律的应用例例1 2011年年7月月2日下午日下午1点半，在杭州滨江区的某一住宅点半，在杭州滨江区的某一住宅小区，一个小区，一个2岁女童突然从岁女童突然从10楼坠落，在楼下的吴菊萍奋楼坠落，在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子，女孩妞妞稚嫩的生命不顾身地冲过去用双手接住了孩子，女孩妞妞稚嫩的生命得救了，吴菊萍的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨得救了，吴菊萍的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折，受伤较重，被网友称为折，受伤较重，被网友称为“最美妈妈最美妈妈”.假设孩子跌落假设孩子跌落处距吴菊萍接住孩子时双手的竖直距离为处距吴菊萍接住孩子时双手的竖直距离为h31.25 m，其，其下落过程可视为自由落体运动吴菊萍站的位置与儿童落下落过程可视为自由落体运动吴菊萍站的位置与儿童落地点的水平距离地点的水平距离L12 m，她从发现下落孩子到开始跑动，她从发现下落孩子到开始跑动所需反应时间为所需反应时间为t0.3 s，跑动过程可视为匀速直线运动，跑动过程可视为匀速直线运动，速度大小为速度大小为v10 m/s.则吴菊萍必须在孩子下落多少距离则吴菊萍必须在孩子下落多少距离之前发现她？之前发现她？(g取取10 m/s2)例例2 2 固固定定在在水水平平地地面面上上的的手手枪枪枪枪口口竖竖直直朝朝上上，子子弹弹从从枪枪口口射射出出的的速速度度大大小小是是30 30 m/sm/s，自自动动控控制制该该手手枪枪每每隔隔1 1 s s竖竖直直向向上上发发射射一一颗颗子子弹弹，假假设设子子弹弹在在升升降降过过程程中中都都不不会会相相碰，不计空气阻力，碰，不计空气阻力，g g取取10 m/s10 m/s2 2，求：，求：(1)(1)空中最多能有几颗子弹？空中最多能有几颗子弹？(2)(2)设设在在t t0 0时时将将第第一一颗颗子子弹弹射射出出，则则第第一一颗颗子子弹弹在在离离地地多高处与第三颗子弹在空中多高处与第三颗子弹在空中“擦肩擦肩”而过？而过？题型二：竖直上抛运动规律的应用题型二：竖直上抛运动规律的应用【方方法法与与知知识识感感悟悟】求求解解竖竖直直上上抛抛运运动动问问题题，既既可可用用整整体体法法，也也可可用用分分段段法法自自由由落落体体运运动动满满足足初初速速度度为为零的匀加速直线运动的一切规律及特点零的匀加速直线运动的一切规律及特点(1)分段法分段法上升过程：上升过程：v0，ag的匀减速直线运动的匀减速直线运动下降过程：自由落体运动下降过程：自由落体运动例例3 3 一一个个从从地地面面竖竖直直上上抛抛的的物物体体，两两次次经经过过一一个个较较低低点点a a的的时时间间间间隔隔是是T Ta a，两两次次经经过过一一个个较较高高点点b b的的时时间间间间隔隔是是T Tb b，则，则a a、b b之间的距离为之间的距离为()【思路点拨思路点拨】画出物体上升、下降的运动过程示意图，抓画出物体上升、下降的运动过程示意图，抓住上升、下降阶段的位移对称所用时间相等是解题的关键住上升、下降阶段的位移对称所用时间相等是解题的关键题型三：竖直上抛运动的对称性问题题型三：竖直上抛运动的对称性问题【答案答案】A1从从塔塔顶顶释释放放一一个个小小球球A，1 s后后从从同同一一地地点点再再释释放放一一个个小小球球B，设设两两球球都都做做自自由由落落体体运运动动，则则落落地地前前A、B两球之间的距离两球之间的距离()A保持不变保持不变 B不断减小不断减小C不断增大不断增大 D有时增大，有时减小有时增大，有时减小C*2.以以35 m/s的的初初速速度度竖竖直直向向上上抛抛出出一一个个小小球球，不不计计空空气气阻力，阻力，g取取10 m/s2.以下判断正确的是以下判断正确的是()A小球到最大高度时的速度为小球到最大高度时的速度为0B小球到最大高度时的加速度为小球到最大高度时的加速度为0C小球上升的最大高度为小球上升的最大高度为61.25 mD小球从抛出到回到出发点，速度不变小球从抛出到回到出发点，速度不变AC3一一跳跳水水运运动动员员从从离离水水面面10 m高高的的平平台台上上向向上上跃跃起起，举举双双臂臂直直体体离离开开台台面面，此此时时其其重重心心位位于于从从手手到到脚脚全全长长的的中中点点跃跃起起后后重重心心升升高高0.45 m达达到到最最高高点点，落落水水时时身身体体竖竖直直，手手先先入入水水(在在此此过过程程中中运运动动员员水水平平方方向向的的运运动动忽忽略略不不计计)从从离离开开跳跳台台到到手手触触水水面面，他他可可用用于于完完成成空空中中动动作作的的时时间间是是多多少少？(计计算算时时可可以以把把运运动动员员看看做做全全部部质质量量集集中中在在重心的一个质点，重心的一个质点，g取取10 m/s2)【解析解析】(1)上升阶段：上升阶段：v022gh，所以，所以v0 3 m/s.(2)上升阶段上升阶段 t1 s0.3 s，自由落体：自由落体：H gt22，又，又H10 m0.45 m，可得，可得t21.45 s，故，故tt1t20.31.45 s1.75 s.1伽伽利利略略对对自自由由落落体体运运动动的的研研究究，开开创创了了研研究究自自然然规规律的科学方法，这就是律的科学方法，这就是()A对自然现象进行总结归纳的方法对自然现象进行总结归纳的方法B用科学实验进行探究的方法用科学实验进行探究的方法C对对自自然然现现象象进进行行总总结结归归纳纳，并并用用实实验验进进行行验验证证的的方方法法D抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法D【巩固基础巩固基础】【解析解析】伽利略对运动的研究，通常包括以下几个方伽利略对运动的研究，通常包括以下几个方面的要素：通过对现象的一般观察，提出假设，运用面的要素：通过对现象的一般观察，提出假设，运用逻辑逻辑(包括数学包括数学)推理得出推论，通过实验对推论进行检推理得出推论，通过实验对推论进行检验，最后对假设进行修正和推广伽利略对自由落体验，最后对假设进行修正和推广伽利略对自由落体运动的研究也是如此，故正确选项为运动的研究也是如此，故正确选项为D.2一定质量的小球自一定质量的小球自t0时时刻从水平地面上方某处自由刻从水平地面上方某处自由下落，小球与地面碰后反下落，小球与地面碰后反向弹回，不计空气阻力，也向弹回，不计空气阻力，也不计小球与地面碰撞的时间，不计小球与地面碰撞的时间，小小球球距距地地面面的的高高度度h与与运运动动时时间间t关关系系如如右右图图所所示示，取取g10 m/s2.则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A小球第一次与地面碰撞前的最大速度为小球第一次与地面碰撞前的最大速度为15 m/sB小球第一次与地面碰撞后的最大速度为小球第一次与地面碰撞后的最大速度为12 m/sC小球在第小球在第5秒内小球的路程为秒内小球的路程为2.5 mD小球将在小球将在t6 s时与地面发生第四次碰撞时与地面发生第四次碰撞CCD*4.一物体从某一行星表面竖直一物体从某一行星表面竖直向上抛出向上抛出(不计空气阻力不计空气阻力)t0时抛出，得到如图所示的时抛出，得到如图所示的st图图象，则象，则()A该行星表面的重力加速度为该行星表面的重力加速度为8 m/s2B该物体上升的时间为该物体上升的时间为5 sC该物体被抛出时的初速度为该物体被抛出时的初速度为10 m/sD该物体落到行星表面时的速度为该物体落到行星表面时的速度为20 m/sAD【提升能力提升能力】BCD*6.如图所示，如图所示，a、b两小球静止在同一条两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，竖直线上，离地面足够高，b球的质量球的质量大于大于a球的质量，两球之间用一条细线球的质量，两球之间用一条细线连接，开始时细线处于松弛状态现连接，开始时细线处于松弛状态现同时释放两球，球运动过程中所受的同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计，下列说法正确的是空气阻力忽略不计，下列说法正确的是()A下落过程中两球间的距离保持不变下落过程中两球间的距离保持不变B下下落落后后两两球球间间距距离离逐逐渐渐增增大大，一一直直到到细细线线张张紧紧为止为止C下落过程中，下落过程中，a、b两球都处于失重状态两球都处于失重状态D整个下落过程中，系统的机械能守恒整个下落过程中，系统的机械能守恒ACDACD*8.某某物物体体以以30 m/s的的初初速速度度竖竖直直上上抛抛，不不计计空空气气阻力，阻力，g取取10 m/s2，5 s内物体的内物体的()A路程为路程为65 mB位移大小为位移大小为25 m，方向向上，方向向上C速度改变量的大小为速度改变量的大小为10 m/sD平均速度大小为平均速度大小为13 m/s，方向向上，方向向上AB9有一种有一种“傻瓜傻瓜”相机的曝光时间相机的曝光时间(快门打开到关闭的时间快门打开到关闭的时间)是固定不变是固定不变的为了估测该相机的曝光时间，有的为了估测该相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从位同学提出了下述实验方案：他从墙面上墙面上A点的正上方与点的正上方与A相距相距H1.5 m处处，使使一一个个小小石石子子自自由由落落下下，在在小小石石子子下下落落通通过过A点点时时，立立即即按按动动快快门门，对对小小石石子子照照相相，得得到到如如图图所所示示的的照照片片，由由于于石石子子的的运运动动，它它在在照照片片上上留留下下一一条条模模糊糊的的径径迹迹CD.已已知知每每块块砖砖的的平平均均厚厚度度是是6 cm.请请从从上上述述信信息息和和照照片片上上选选取取估估算算相相机机曝曝光光时时间间必必要要的的物物理理量量用用符符号号表表示示，如如H等等，推推出出计计算算曝曝光光时时间间的的关关系系式式，并并估估算算出出这这个个“傻傻瓜瓜”相相机机的的曝曝光光时时间间(g取取9.8 m/s2，要要求求保保留留1位位有有效数字效数字)1010如图所示，离地面足够高处有一竖直如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为的空管，质量为2 kg2 kg，管长为，管长为24 m24 m，M M、N N为空管的上、下两端，空管受到为空管的上、下两端，空管受到F F16 N16 N竖竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做做加加速速运运动动，同同时时在在M M处处一一个个大大小小不不计计的的小小球球沿沿管管的的轴轴线线以初速度以初速度v v0 0竖直上抛，不计一切阻力，竖直上抛，不计一切阻力，g g取取10 m/s10 m/s2 2.(1)(1)若若小小球球上上抛抛的的初初速速度度为为10 10 m/sm/s，经经过过多多长长时时间间从从管管的的N N端穿出？端穿出？(2)(2)若若此此空空管管的的N N端端距距离离地地面面64 64 m m高高，欲欲使使在在空空管管到到达达地地面面时时小小球球必必须须落落到到管管内内，在在其其他他条条件件不不变变的的前前提提下下，求求小小球球的初速度的初速度v v0 0的范围的范围【再上台阶再上台阶】