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文檔簡介

第三課時自由落體與豎直上拋運動第一關:基礎關展望高考基礎知識一? 自由落體運動知識講解1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫自由落體運動.2.特點①初速度v0=0.②受力特點:只受重力作用,沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計.③加速度是重力加速度g,方向始終豎直向下.3.運動性質自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.4.自由落體加速度在同一地點,一切物體在自由落體運動中的加速度都相同,這個加速度叫自由落體加速度,也叫重力加速度.①方向:重力加速度g的方向總是豎直向下.②大小:隨地點的不同而不同.一般計算中取g=9.8m/s2,題中有說明或粗略計算中也可取g=10m/s2.在地球表面上從赤道到兩極,重力加速度隨緯度的增大而逐漸增大;在地球表面上方越高處的重力加速度越小.在其他星球表面的重力加速度不可簡單認為與地球表面的重力加速度相同.5.自由落體運動的規(guī)律自由落體運動可以看成勻變速直線運動在v0=0,a=g時的一種特例,因此其運動規(guī)律可由勻變速直線運動的一般公式得出活學活用1.關于自由落體運動,下列說法正確的是()A.物體豎直向下的運動就是自由落體運動B.加速度等于重力加速度的運動就是自由落體運動C.在自由落體運動過程中,不同質量的物體運動規(guī)律相同D.物體做自由落體運動位移與時間成反比解析:自由落體運動是指初速度為零,加速度為g的豎直向下的勻加速直線運動.A選項加速度不一定為g,故A錯.B選項中物體的初速度不一定為0,運動方向也不一定豎直向下,不符合自由落體的定義,故B錯.加速度g與質量無關,則運動規(guī)律也與質量無關,故C對.自由落體的位移:x=gt2,x與t2成正比,故D錯.答案:C二? 豎直上拋運動知識講解1.概念:將物體以一定的初速度豎直向上拋出去,物體只在重力作用下的運動叫豎直上拋運動.2.基本特征:只受重力作用且初速度豎直向上,以初速度方向為正方向則a=-g.3.豎直上拋運動的基本規(guī)律

速度公式:v=v0-gt

位移公式:x=v0t-gt2

速度—位移關系:v2-=-2gx

4.豎直上拋運動的基本特點

①上升到最高點的時間t=v0/g.

②上升到最高點所用時間與從最高點落回到拋出點所用時間相等.

落回到拋出點的速度與拋出時速度大小相等、方向相反,上升過程與下落過程具有對稱性,利用其運動的對稱性解決問題有時很方便.

③上升的最大高度H=活學活用2.在h=12m高的塔上,以一定初速度豎直上拋出一個物體,經t=2s到達地面,則物體拋出時初速度v0多大?物體上升的最大高度是多少?(離地面的高度)(g取10m/s2)解析:方法一:把物體看做勻減速上升和自由下落兩個過程.設上升時間為t1,下降時間為t2.則物體拋出的初速度v0=gt1,物體上升到達最高點時離地面的高度,同時H=+h,又t1+t2=t=2s,聯(lián)立以上四式得v0=4m/s,H=12.8m.方法二:看做豎直向上的勻減速運動.由于落地點在拋出點的下方,所以h=-12m.則:h=v0t-gt2,得v0=4m/s,物體上升到達最高點時離塔的距離h′==0.8m,物體離地面的最大高度H=h+h′=12.8m.答案:4m/s12.8m點評:比較二步分析法和整體分析法,可以看到它們共同之處是都認定運動全過程中的加速度為恒量,即是重力加速度,運動是勻變速直線運動.只要公式應用得當,運算正確,算得的結果肯定一致.它們的區(qū)別在于二步分析法比較形象,容易接受,但計算比較麻煩.整體分析法較為抽象,但對運動實質理解得較為透徹,具體運算簡便(運用時需要特別注意公式的矢量性).第二關:技法關解讀高考解題技法一? 豎直上拋運動的基本處理方法技法講解處理豎直上拋運動的基本方法有兩種:分段法和整體法.1.分段法:把豎直上拋運動分為兩段:上升階段和下降階段.上升階段可以看作初速度為v0?末速度為0?加速度a=-g的勻減速直線運動;下降階段可以看作是自由落體運動.這兩段都符合勻變速直線運動的規(guī)律.2.整體法:從整體看來,運動全過程中的加速度恒定,且方向與初速度v0方向相反,因此,可以把豎直上拋運動看作是一個統(tǒng)一的勻減速直線運動,而上升階段和下降階段不過是整體運動的兩個過程,在取初速度v0的方向為正方向的條件下,可以直接應用公式vt=v0-gt和s=v0t-gt2等進行計算.若物體位于拋出點上方,則位移s為正值;若物體位于拋出點下方,則位移s為負值.注意:如果把豎直上拋運動按整體來處理,各量要嚴格按照正負號法則代入公式,且這種方法求出的是物體的位移,而不是路程,如果求路程則用分段法.典例剖析【例1】氣球以5m/s的速度勻速上升,當它上升到150m時,氣球下面繩子吊的重物掉下,則重物經多長時間才能落回到地面?到達地面時的速度是多大?[答案]6s55m/s二? 運用對稱性巧解豎直上拋問題技法講解豎直上拋運動的上升階段和下降階段具有對稱性,包括速度對稱和時間對稱.1.速度對稱上升和下降過程經過同一位置時的速度大小相等?方向相反.2.時間對稱上升和下降過程經過同一段高度的上升時間和下降時間相等.典例剖析【例2】以v0=20m/s的速度豎直上拋一小球,2s后以同一初速度在同一位置上拋另一小球,則兩球相遇處離拋出點的高度是多少?[解析](1)根據速度對稱性得:

-[v0-g(t+2)]=v0-gt,解得t=1s,代入位移公式h=v0t-gt2得:h=15m.

(2)根據位移相同得:

v0(t+2)-g(t+2)2=v0t-gt2,解得t=1s,代入位移公式得h=15m.

[答案]15m三? 利用勻變速運動推論解自由落體運動技法講解熟練掌握勻加速直線運動的特殊規(guī)律是解答此題的關鍵.在運用這些規(guī)律解題時,一定要注意這些特殊規(guī)律的適用條件,否則容易出現題目的錯解.自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,是勻變速直線運動中的一種具體而又特殊的運動.在求解有關問題時,除注意應用其他規(guī)律外,還要特別注意初速度為零的勻加速直線運動的特殊規(guī)律在自由落體運動中的應用.典例剖析【例3】在一座高25m的屋頂邊,每隔一定時間有一滴水滴落下.第一滴水落到地面的時刻,正好是第六滴水離開屋頂的時刻.如果水滴的運動是自由落體運動,求第一個水滴落地的時刻空中各相鄰的兩個水滴間的距離.(g=10m/s2)

[解析]把六個水滴看作一個水滴的自由落體運動.則由自由落體運動是初速為零的勻加速直線運動.用初速為零的勻加速直線運動的特殊規(guī)律進行解答.從第六滴剛離開屋頂的時刻算起,由初速為零的勻加速直線運動的特殊規(guī)律可得,通過相等的時間間隔內各相鄰水滴的間距之比為:Δs1:Δs2:Δs3:Δs4:Δs5=1:3:5:7:9則Δs1=×25m=1m故Δs2=3Δs1=3m,Δs3=5Δs1=5m,Δs4=7Δs1=7m,Δs5=9Δs1=9m.[答案]1m3m5m7m9m第三關:訓練關笑對高考隨堂·訓練1.1971年7月26號發(fā)射的阿波羅—15號飛船首次把一輛月球車送上月球,美國宇航員科特駕駛月球車行駛28千米,并做了一個落體實驗:在月球上的同一高度同時釋放羽毛和鐵錘,如圖所示.出現的現象是()A.羽毛先落地,鐵錘后落地B.鐵錘先落地,羽毛后落地C.鐵錘和羽毛都做自由落體運動,重力加速度為9.8m/s2D.鐵錘和羽毛都做自由落體運動,同時落地解析:由于物體在月球表面只受重力,物體做自由落體運動,鐵錘和羽毛同時落地,但月球表面的重力加速度要小于地球表面的重力加速度,選項D正確.答案:D2.從地面豎直上拋一物體A,同時在離地面某一高度處有另一物體B自由落下,兩物體在空中同時到達同一高度時速度都為v,則下列說法中正確的是()A.物體A上拋的初速度和物體B落地時速度的大小相等B.物體A?B在空中運動的時間相等C.物體A能上升的最大高度和B開始下落的高度相同D.兩物體在空中同時達到同一高度處一定是B物體開始下落時高度的中點答案:AC3.某人在高層樓房的陽臺外側上以20m/s的速度豎直向上拋出一個石塊,石塊運動到離拋出點15m處所經歷的時間可以是(空氣阻力不計,g取10m/s2)()

A.1s B.2s

C.3s D.(2+)s答案:ACD4.在一根輕繩的上?下兩端各拴一個小球,一人用手拿住上端的小球站在某高臺上,放手后小球自由下落,兩小球落地的時間差為Δt.如果將它們開始下落的高度提高一些,用同樣的方法讓它們自由下落,不計空氣阻力,則兩小球落地的時間差將()A.減小B.增大C.不變D.無法判定解析:兩球在落地之前都做自由落體運動,速度時刻相同.當下端小球著地后,上端小球繼續(xù)做勻加速運動.若開始下落的高度提高一些,則下端小球著地時兩球的速度較大,由于此后上端小球的運動位移等于繩長不變,所以兩小球落地的時間差將減小,選項A正確.答案:A5.某科技館中有一個展品,該展品放在較暗處,有一個不斷均勻滴水的水龍頭(剛滴出的水滴速度為零),在某種光源的照射下,可以觀察到一種奇特的現象:只要耐心地緩慢調節(jié)水滴下落的時間間隔,在適當的情況下,看到的水滴好像都靜止在各自固定的位置不動(如圖中A?B?C?D所示,其右邊數值的單位是cm).要出現這一現象,所用光源應滿足的條件是(取g=10m/s2)()A.普通的白熾光源即可B.頻閃發(fā)光,間歇時間為0.30sC.頻閃發(fā)光,間歇時間為0.14sD.頻閃發(fā)光,間歇時間為0.17

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