專題一-第3講-自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)

第3講

自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律1．自由落體運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體僅在__________作用下從__________開始下落的運(yùn)動(dòng)．靜止零勻加速(2)實(shí)質(zhì)：初速度為________的____________直線運(yùn)動(dòng)．重力1精選2021版課件2．自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度(重力加速度)相同

(1)特點(diǎn)：在同一地點(diǎn)，一切物體做自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都________，這個(gè)加速度叫重力加速度，用g表示． (2)大?。涸诘厍虮砻嫔喜煌牡胤?，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，g一般取________m/s2；粗略計(jì)算時(shí)，g可取________m/s2.增大減小9.810(3)方向：____________.豎直向下2精選2021版課件3．自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律gt2gh

(1)vt＝__________，h＝____________，

＝____________. (2)所有勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)． 4．研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法 (1)理想化方法：從最簡單、最基本的情況入手，抓住影響運(yùn)動(dòng)的主要因素，去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾．理想化是研究物理問題常用的方法之一．3精選2021版課件

(2)根據(jù)理想化方法建立自由落體運(yùn)動(dòng)模型：當(dāng)物體所受重力遠(yuǎn)大于空氣阻力時(shí)，空氣阻力就可以忽略不計(jì)，物體近似看成僅受重力作用，這時(shí)的自由下落的運(yùn)動(dòng)就當(dāng)成是自由落體運(yùn)動(dòng)．4精選2021版課件【跟蹤訓(xùn)練】

1．(池州2013屆月考)一塊石頭從樓房陽臺(tái)邊緣向下做自由落體運(yùn)動(dòng)．把它在空中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間分為相等的三段，如果它在第一段時(shí)間內(nèi)的位移是1.2m，那么它在第三段時(shí)間內(nèi)的位移是()CA．1.2mB．3.6mC．6.0mD．10.8m

解析：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)特殊推論，它第t、第2t、第3t、…、第nt時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶…∶n2－(n－1)2.所以第一段時(shí)間內(nèi)和第三段時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶5，可得第三段時(shí)間內(nèi)的位移為1.2×5m＝6.0m.5精選2021版課件D6精選2021版課件考點(diǎn)2豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1．豎直上拋運(yùn)動(dòng)：把物體以一定初速度v0

沿著豎直方向向上拋出，僅在____________作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)．2．豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)vt＝_______________.(2)s＝________________.(3)v2t

－v20＝____________.

v0－gt(4)兩個(gè)特征量：最大高度h＝__________；從拋出到落回拋出點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝__________.重力－2gh7精選2021版課件3．兩種處理辦法勻減速自由落體

(1)分段法：上升階段看做末速度為零，加速度大小為g的____________直線運(yùn)動(dòng)，下降階段為____________運(yùn)動(dòng)． (2)整體法：從整體來看，運(yùn)動(dòng)的全過程加速度大小恒定且方向與初速度v0

方向始終相反，因此可以把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看做是一個(gè)統(tǒng)一的勻減速直線運(yùn)動(dòng)．這時(shí)取拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，初速度v0

方向?yàn)檎较颍瑒ta＝________.－g8精選2021版課件2v04．豎直上拋運(yùn)動(dòng)上升和下降(落回原處)的兩個(gè)過程互為逆運(yùn)動(dòng)，具有________性．有下列結(jié)論：對(duì)稱

(1)物體從某點(diǎn)出發(fā)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間與從最高點(diǎn)落回到出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間相等．即t上＝t下＝______.所以，從某點(diǎn)拋出后又回到同一點(diǎn)所用的時(shí)間為t＝g.

(2)上升時(shí)的初速度v0與落回到出發(fā)點(diǎn)的速度v等值反向，即v＝v0＝.9精選2021版課件【跟蹤訓(xùn)練】

3．(2012年上海卷)小球每隔0.2s從同一高度拋出，做初速為6m/s的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它們在空中不相碰．g取10m/s2，第1個(gè)小球在拋出點(diǎn)以上能遇到的小球個(gè)數(shù)為()CA．三個(gè)B．四個(gè)C．五個(gè)D．六個(gè)解析：第一個(gè)小球從拋出到落地所用時(shí)間t＝2v

g＝1.2s，在這段時(shí)間內(nèi)，空中已拋出了六個(gè)小球，第七個(gè)小球剛好要拋出，這樣第1個(gè)小球與空中的其他5個(gè)小球都會(huì)相遇，因此選C.10精選2021版課件

4．系有一重物的氣球，以4m/s的速度勻速上升，當(dāng)離地9m時(shí)，繩斷了，求重物的落地時(shí)間．(取g＝10m/s2)解：解法一把重物的運(yùn)動(dòng)過程分成上升和自由下落兩個(gè)階段處理．11精選2021版課件解法二全過程按勻變速運(yùn)動(dòng)處理．

設(shè)豎直向上為正方向，則a＝－g，繩斷后，重物做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)以下位移為負(fù)．12精選2021版課件熱點(diǎn)1自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用

【例1】(2011年重慶卷)某人估測一豎直枯井深度，從井口靜止釋放一石頭并開始計(jì)時(shí)，經(jīng)2s聽到石頭落地聲，由此可知井深約為(不計(jì)聲音傳播時(shí)間，取g＝10m/s2)()BA．10mB．20mC．30mD．40m13精選2021版課件【觸類旁通】

1．(2010年惠州三模)在游樂場中，有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”．參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m高處，然后由靜止釋放.為研究方便，可以認(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動(dòng).1.2s

后，開始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下落到離地面4m高處時(shí)速度剛好減小到零．然后再讓座椅以相當(dāng)緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落，將游客送回地面．(取g＝10m/s2)求：(1)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度是多大？(2)座椅在勻減速階段的時(shí)間是多少？14精選2021版課件解：(1)設(shè)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度為v，下落時(shí)間t1＝1.2s由v＝gt1

得v＝12m/s.(2)設(shè)座椅自由下落和勻減速運(yùn)動(dòng)的總高度為h,總時(shí)間為t，座椅勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2.所以h＝(40－4)m＝36m15精選2021版課件熱點(diǎn)2“對(duì)稱法”在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

方法簡介：對(duì)稱法就是利用給定物理問題在結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱性或物理過程在空間、時(shí)間上的對(duì)稱性來分析、處理物理問題的一種科學(xué)的思維方法． 在豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下降階段，速度、時(shí)間都具有對(duì)稱性，分析問題時(shí)，注意利用對(duì)稱性．如上升、下落經(jīng)過同一位置時(shí)的速度大小相等、方向相反；從該位置到最高點(diǎn)的上升時(shí)間與從最高點(diǎn)落回該位置的時(shí)間相等．16精選2021版課件面h處由靜止釋放，兩球恰在處相遇(不計(jì)空氣阻力).則(

【例2】(2011年山東卷)如圖1－3－1所示，將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時(shí),將另一相同質(zhì)量的小球b從距地)

h

2 A．兩球同時(shí)落地 B．相遇時(shí)兩球速度大小相等 C．從開始運(yùn)動(dòng)到相遇，球a動(dòng)能的減少量等于球b動(dòng)能的增加量 D．相遇后的任意時(shí)刻，重力對(duì)球a做功功率和對(duì)球b做功功率相等圖1－3－117精選2021版課件18精選2021版課件

審題突破：利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下降階段具有運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，抓住兩球的質(zhì)量、加速度和相遇時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同等條件，應(yīng)用豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能定理和功率等知識(shí)解題．

同類延伸：高中物理階段我們碰到的對(duì)稱問題很多，如斜拋運(yùn)動(dòng)過程的對(duì)稱、電路的對(duì)稱、圖象的對(duì)稱、粒子在電場或磁場中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱以及彈簧振子振動(dòng)過程的對(duì)稱等等．答案：C19精選2021版課件【觸類旁通】

2．(雙選，2010年茂名二模)關(guān)于豎直上拋運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是()

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(shí)處于平衡狀態(tài) C．從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間和從最高點(diǎn)回到拋出點(diǎn)的時(shí)間相等 D．拋出時(shí)的初速度大小等于物體回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小20精選2021版課件

解析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)只受到重力作用，全過程加速度大小恒定，故A錯(cuò)誤；最高點(diǎn)雖然速度為零，但加速度不為零，不是平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間和從最高點(diǎn)回到拋出點(diǎn)的時(shí)間相等，上升時(shí)的初速度與落回拋出點(diǎn)的速度等值反向，故C、D正確．答案：CD21精選2021版課件易錯(cuò)點(diǎn)1機(jī)械套用自由落體運(yùn)動(dòng)公式【例1】一個(gè)物體從塔頂落下，在到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個(gè)位移的

925，求塔高．(取g＝10m/s2)

錯(cuò)解分析：設(shè)塔高為H.因?yàn)槲矬w從塔頂落下，做自由落體解得H＝13.9m.22精選2021版課件

正確解析：根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)草圖，如圖1－3－2所示．物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時(shí)間為t，通過的位移為H，物體在t－1秒內(nèi)的位移為h.因?yàn)関0＝0，則有由①②③解得H＝125m.圖1－3－223精選2021版課件

指點(diǎn)迷津：解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，對(duì)整體與局部、局部與局部過程相互關(guān)系的分析，是解題的重要環(huán)節(jié)．物體從塔頂落下時(shí)，對(duì)整個(gè)過程而言是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而對(duì)部分最后一秒內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)則不能視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．因?yàn)樽詈笠幻雰?nèi)的初始時(shí)刻物體具有一定的初速度，由于對(duì)整體和部分的關(guān)系不清，導(dǎo)致物理規(guī)律用錯(cuò)，形成錯(cuò)解．如本題初位置記為A位置，t－1秒時(shí)記為B位置，落地點(diǎn)記為C位置(如圖1－3－2所示)．不難看出既可以把BC段看成是整體過程AC與局部過程AB的差值，也可以把BC段看做是物體以初速度vB

和加速度g向下做為時(shí)1s的勻加速運(yùn)動(dòng)，而vB

可看成是局部過程AB的末速度．這樣分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中一些隱含條件，使得求解準(zhǔn)確．24精選2021版課件【糾錯(cuò)強(qiáng)化】

1．某宇航員在一星球上高32m處自由釋放一重物，測得最后1s的路程為14m，求重物的下落時(shí)間和該星球表面的重力加速度．解：設(shè)重物的下落時(shí)間為t，該星球表面的重力加速度為a，H＝32m，最后1s的路程為h＝14m，根據(jù)題意得25精選2021版課件故重物下落時(shí)間為4s，該星球表面的重力加速度為4m/s2.26精選2021版課件易錯(cuò)點(diǎn)2從物體上脫離的慣性問題

【例2】氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17s到達(dá)地面．求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度．(取g＝10m/s2)

錯(cuò)解分析：物體從氣球上掉下來到達(dá)地面這段距離即為物體脫離氣球時(shí)氣球的高度．

所以物體剛脫離氣球時(shí)，氣球的高度為1445m.27精選2021版課件正確解析：本題既可以將整個(gè)過程作為整體處理也可以分段處理．

解法一：將物體的運(yùn)動(dòng)過程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)草圖(如圖1－3－3)．規(guī)定方向向下為正，則v0＝－10m/s，g＝10m/s2即物體剛掉下時(shí)氣球離地1275m.28精選2021版課件

解法二：如圖1－3－3所示，將物體的運(yùn)動(dòng)過程分為A→B→C和C→D兩段來處理.A→B→C為豎直上拋運(yùn)動(dòng),C→D為豎直下拋運(yùn)動(dòng)． 在A→B→C段，根據(jù)豎直上拋規(guī)律可知此階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為圖1－3－329精選2021版課件

指點(diǎn)迷津：由于對(duì)慣性定律理解不深刻，導(dǎo)致對(duì)題中的隱含條件即物體離開氣球時(shí)具有向上的初速度視而不見，誤認(rèn)為v0＝0.實(shí)際物體隨氣球勻速上升時(shí)，物體具有向上的速度；當(dāng)物體離開氣球時(shí)，由于慣性物體繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離，在重力作用下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．在解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的過程中，畫運(yùn)動(dòng)草圖很重要．解題前應(yīng)根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)草圖，草圖上一定要有規(guī)定的正方向，否則用矢量方程解決問題時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤．30精選2021版課件【糾錯(cuò)強(qiáng)化】

2．氣球下掛一重物,以v0＝10m/s勻速上升,當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高h(yuǎn)＝175m處時(shí),懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物經(jīng)多少時(shí)間落到地面？落地時(shí)的速度多大？(空氣阻力不計(jì)，取g＝10m/s2)上升．繩子突然斷