高三物理一輪復習課件1.3自由落體和豎直上拋運動人教

1、,3 自由落體和豎直上拋運動,第一章,運動的描述 勻變速直線運動,(2011屆安徽高三第二次聯(lián)考)如圖131所示，A、B兩棒的長均為L=1m，A的下端和B的上端相距s=20m.若A、B同時運動，A做自由落體運動，B做豎直上拋運動，初速度v0=40m/s.求：(g取10m/s2) (1)A、B兩棒何時相遇 (2)A、B兩棒從相遇開始到分離 所需的時間,1.自由落體運動,圖131,點評：運動學規(guī)律具有條件性、相對性和矢量性利用運動學規(guī)律解決運動學問題的一般思路是：(1)對物體進行運動情況分析，畫出運動過程示意圖(2)選擇合適的運動學規(guī)律，選取正方向，列式求解,水滴從屋檐自由落下，經(jīng)過高為1.8m的

2、窗戶歷時0.2s，若不計空氣阻力，g取10m/s2，求屋檐離窗頂?shù)木嚯x. 解法1：水滴下落 過程示意圖如圖所示.設屋 檐O點到窗頂A點間距離為 h，下落時間為t，水滴由 窗戶上沿A下落到下沿 B所用時間為t=0.2s，,窗戶高h=1.8m.根據(jù)自由落體位移公式，水滴由O點下落到A點和由O點下落到B點的位移分別為 聯(lián)立上面兩式，應用消元法，消去變量t得,解法2：應用平均速度和勻變速直線運動性質求解. 根據(jù)勻變速直線運動的性質：在某段時間內的平均速度等于這段時間的中間時刻的瞬時速度，則水滴經(jīng)過窗口中間時刻的速度應為,設水滴由屋檐下落時間為t時速度為v中，則v中=gt解得 水滴下落至窗頂所用時間為

3、t=t-0.1s=(0.9-0.1)s=0.8s 則屋檐距窗頂高度為,2.豎直上拋運動 一個氫氣球以4m/s2的加速度由靜止從地面豎直上升，10s末從氣球上面掉下一重物，此重物最高可上升到距地面多高處？此重物從氫氣球上掉下后，經(jīng)多長時間落回地面？(忽略空氣阻力，取g=10m/s2),重物的運動過程共分三個階段：先隨氣球向上做勻加速直線運動；然后從氣球上掉下，此時重物不是自由下落，而是由于慣性繼續(xù)向上做豎直上拋運動；達到最高點，重物開始做自由落體運動，最后回到地面.如圖所示.,下面分三個階段來求解. (1)向上加速階段： a1=4m/s2，t1=10s v=a1t1=410m/s=40m/s,(

4、2)豎直上拋階段： a2=-10m/s2 v0=v=40m/s 上升的高度： 所用的時間： 所以重物距地面的最大高度為： Hmax =H1+H2=200m+80m=280m,(3)自由下落階段 加速度a3=-10m/s2，下落的高度： H3=280m 下落所用的時間： 所以，重物從氫氣球上掉下后，落回地面所用的時間為： t=t2+t3=4s+7.48s=11.48s,點評：豎直上拋運動三性：(1)對稱性：豎直上拋運動的上升階段和下落階段具有時間和速度等方面的對稱性(2)可逆性：上升過程的勻減速運動，可逆向看做初速度為零的勻加速運動來研究(3)整體性：把上升階段和下落階段視為一個勻變速直線運動過

5、程,原地起跳時，先屈腿下蹲，然后突然蹬地.從開始蹬地到離地是加速過程(視為勻加速)，加速過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”d1=0.50m，“豎直高度”h1=1.0m；,跳蚤原地上跳的“加速距離”d2=0.00080m，“豎直高度”h2=0.10m.假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為0.50m，則人上跳的“豎直高度”是多少？,先要弄清兩個運動的狀態(tài)，在“加速距離”中人和跳蚤的加速度不同，而在“豎直距離”中以相同重力加速度做勻減速運動，因此“加速距離”的末速度決定了“豎直

6、距離”的大小. 用a表示跳蚤起跳的加速度，v表示離地時的速度，則對加速過程和離地后上升過程分別有： v2=2ad2 v2=2gh2,若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，令v人表示在這種假想下人離地時的速度，H表示與此相應的豎直高度，則對加速過程和離地后上升過程分別有 v人2=2ad1 v人2=2gH 由以上各式可得,3.豎直上拋運動的多解問題 在一豎直的井底，將一物體以大小為21m/s的速度豎直向上拋出，物體沖過井口再落到井口時被某同學接住，在被人接住前1s內物體的位移大小為4m，不計空氣阻力，g取10m/s2，試求: (1)物體從拋出到被人接住所經(jīng)歷的時間； (2)豎直井的深度H.,當被接住前

7、1s物體位移為向上的x=4m時，則這一秒中間時刻速度為 從拋出到接住的時間為 井的深度為 得x=22m,當被接住前1s內物體位移為向下的x=-4m時，則這一秒中間時刻速度為 從拋出到接住的時間為 井的深度為 得x=18m,點評：豎直上拋運動的處理方法：(1)分段法：上升過程是a=-g，v0=0的勻變速直線運動，下落階段是自由落體運動(2)整體法：將全過程看做是初速為v0，加速度是-g的勻變速直線運動，但必須注意方程的矢量性習慣上取v0的方向為正方向，則vt0時正在上升，vt0時正在下降；h為正時物體在拋出點的上方，h為負時物體在拋出點的下方,(2011屆安徽高河中學摸底考試)某物體以30m/s

8、的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，g取10m/s2,5s內物體的( ) A路程為25m B位移大小為25m，方向向上 C速度改變量的大小為10m/s D平均速度大小為13m/s，方向向上,解析：初速度30m/s，只需要3s即可上升到最高點，位移為h1=302/20m=45m，再自由落體2s時間，下降高度為h2=0.51022m=20m，故路程為65m，A錯；此時離地面高25m，位移方向豎直向上，B對；此時速度為v=102m/s=20m/s，速度改變量為50m/s，C錯；平均速度為25m/5s=5m/s，D錯,易錯題1：一高臺(距水面10m)跳水運動員以6m/s的速度豎直向上跳出，設起跳時運動員重

9、心在平臺以上1m高處的O點，求運動員(重心)離開O點1.6m的運動時間(g取10m/s2),錯解： v0=6m/s，a=-10m/s2，s=1.6m，根據(jù)公式s=v0t+ at2解得t有兩值，t1=0.4s，t2=0.8s 錯解分析：自以為對此類運動了如指掌，覺得已沒有必要設正方向,點評：物體做直線運動過程中，位移、速度、加速度等均是矢量，是有方向的要保證不錯，必須養(yǎng)成作圖的良好習慣，設定正方向是必要的，同向為正，反向為負標出已知量的正負后再代入公式,易錯題2：氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經(jīng)17s到達地面求物體剛脫離氣球時氣球的高度(g=10m/s2),錯解分析：由于同學們對慣性定律理解不深刻，導致對題中的隱含條件即