粵教版必修2 第一章 3 豎直方向的拋體運(yùn)動 學(xué)案.docx

學(xué)案3豎直方向的拋體運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.理解豎直上拋運(yùn)動和豎直下拋運(yùn)動的規(guī)律，并能利用所學(xué)規(guī)律解決相關(guān)問題.2.能用運(yùn)動的合成與分解的方法研究豎直上拋運(yùn)動和豎直下拋運(yùn)動.3.會用分段法和整體法研究豎直上拋運(yùn)動一、豎直下拋運(yùn)動1定義：把物體以一定的初速度v0沿著豎直方向向下拋出，僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動叫做豎直下拋運(yùn)動2規(guī)律：vtv0gt；sv0tgt2二、豎直上拋運(yùn)動1定義：把物體以一定的初速度v0沿著豎直方向向上拋出，僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動叫做豎直上拋運(yùn)動2規(guī)律：vtv0gt；sv0tgt2一、豎直下拋運(yùn)動 問題設(shè)計從運(yùn)動合成的角度看，豎直下拋運(yùn)動可以看作在同一直線上哪兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動？答案自由落體運(yùn)動和豎直向下的勻速直線運(yùn)動要點(diǎn)提煉1物體做豎直下拋運(yùn)動的條件：(1)具有豎直向下的初速度；(2)只受重力作用2豎直下拋運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)：初速度為v0，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動3豎直下拋運(yùn)動的規(guī)律(1)速度規(guī)律：vtv0gt；(2)位移規(guī)律：sv0tgt2；(3)位移、速度與加速度的關(guān)系：vv2gs.4用運(yùn)動的合成與分解分析豎直下拋運(yùn)動從運(yùn)動的合成角度看，豎直下拋運(yùn)動可以看成是自由落體運(yùn)動和豎直向下的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動二、豎直上拋運(yùn)動 問題設(shè)計從運(yùn)動合成的角度看，豎直上拋運(yùn)動可以看作在同一直線上哪兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動？答案自由落體運(yùn)動和豎直向上的勻速直線運(yùn)動要點(diǎn)提煉1物體做豎直上拋運(yùn)動的條件：(1)具有豎直向上的初速度；(2)只受重力作用2豎直上拋運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)：上升階段做勻減速直線運(yùn)動，下降階段為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(即自由落體運(yùn)動)3豎直上拋的運(yùn)動規(guī)律(以v0的方向為正方向)(1)速度規(guī)律：vtv0gt；(2)位移規(guī)律：sv0tgt2；(3)上升的最大高度：hmax；(4)上升到最高點(diǎn)所用時間：t.4用運(yùn)動的合成與分解分析豎直上拋運(yùn)動從運(yùn)動的合成角度看，豎直上拋運(yùn)動可以看成是自由落體運(yùn)動和豎直向上的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動三、處理豎直上拋運(yùn)動問題的思路和方法要點(diǎn)提煉1處理豎直上拋運(yùn)動問題的思路和方法(1)分段法豎直上拋運(yùn)動可分為上升階段和下降階段上升過程是初速度為v0、加速度為ag的勻減速直線運(yùn)動(以向上為正方向，不考慮空氣阻力)：vtv0gt，sv0tgt2.下降過程是自由落體運(yùn)動(以向下為正方向，不考慮空氣阻力)：vtgt，sgt2.(2)整體法將全過程看作是初速度為v0、加速度為ag的勻變速直線運(yùn)動，用勻變速直線運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行計算(以向上為正方向)：vtv0gt，sv0tgt2.若vt0，則物體在上升；vt0，物體在拋出點(diǎn)上方；s0，物體在拋出點(diǎn)下方(3)利用豎直上拋運(yùn)動的vt圖象，如圖1所示圖12豎直上拋運(yùn)動的對稱性(1)速度對稱性：上升和下降經(jīng)過同一位置時，速度等大反向，即v上v下(2)時間對稱性：上升和下降經(jīng)過同一豎直距離所用時間相等，即t上t下(3)過程對稱性：從拋出點(diǎn)拋出到回到拋出點(diǎn)，上升階段為勻減速到零的過程，下降階段為自由落體運(yùn)動，上升階段可看作下降階段的逆過程一、豎直下拋運(yùn)動的理解及其規(guī)律的應(yīng)用例1(雙選)關(guān)于豎直下拋運(yùn)動，下列說法正確的是()a豎直下拋運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，其加速度為重力加速度gb豎直向下投擲的悠悠球的運(yùn)動是豎直下拋運(yùn)動c豎直下拋運(yùn)動可以看作自由落體運(yùn)動和勻速直線運(yùn)動兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動d物體在空氣中下落一段時間后，物體的運(yùn)動可看作豎直下拋運(yùn)動解析豎直下拋運(yùn)動只受重力作用，其加速度為重力加速度g，是勻變速直線運(yùn)動，故a正確豎直向下投擲的悠悠球的運(yùn)動雖然具有向下的初速度，但由于有線繞在悠悠球上，悠悠球不只受重力作用，故b錯誤豎直下拋運(yùn)動可以看作豎直方向的自由落體運(yùn)動和沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動的兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動，故c正確物體在空氣中下落受空氣阻力作用，不是豎直下拋運(yùn)動，d錯誤答案ac例2一人站在樓頂向下扔一物塊，已知物塊離開手的速度是2.0 m/s，樓高20.0 m假設(shè)物塊離開手的位置靠近樓頂，不計空氣阻力，物塊到達(dá)地面的速度大小是多少？(取g10 m/s2)解析物塊離開手后，只受重力作用重力方向和初速度方向相同，都是豎直向下，物塊將做豎直向下的勻加速直線運(yùn)動解法一由sv0tgt2求時間，再由vtv0gt求出到達(dá)地面的速度vt20.1 m/s.解法二由2gsvv直接求出vt20.1 m/s.答案20.1 m/s二、豎直上拋運(yùn)動的理解及其規(guī)律的應(yīng)用例3(雙選)關(guān)于豎直上拋運(yùn)動，以初速度方向為正方向，下列說法正確的是()a從上升到下降的整個過程中，加速度保持不變b到達(dá)最高點(diǎn)時速度為零，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)c落回拋出點(diǎn)時的速度與初速度相同d在落回拋出點(diǎn)以前，物體的位移方向始終相同解析豎直上拋的物體，其加速度總等于重力加速度，a正確；在最高點(diǎn)速度為零，但加速度不為零，物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài)，b錯誤；速度是矢量，落回拋出點(diǎn)時速度方向與初速度方向相反，c錯；在落回拋出點(diǎn)以前，物體的位移方向始終向上，d正確答案ad例4從空中距地面40 m高處，豎直向上拋出一小球，經(jīng)2 s小球再次經(jīng)過拋出點(diǎn)，取重力加速度g10 m/s2，求：(1)小球離地的最大高度；(2)小球上拋的初速度大小；(3)小球從拋出到落地的平均速度解析(1)小球做豎直上拋運(yùn)動具有對稱性，可知，小球上升到最高點(diǎn)的時間為：t1t1 s，從拋出點(diǎn)上升的高度為：s1gt101 m5 m，則離地的最大高度為：ss1s05 m40 m45 m.(2)設(shè)小球拋出的初速度為v0，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有：0v0gt1，代入數(shù)據(jù)解得：v010 m/s.(3)小球落回拋出點(diǎn)的速度大小為 10 m/s，設(shè)再經(jīng)過t2時間落至地面，由運(yùn)動學(xué)公式有：s0v0t2gt代入數(shù)據(jù)解得：t22 s(t24 s不符合實(shí)際，舍去)小球運(yùn)動的平均速度為：10 m/s，速度方向豎直向下答案(1)45 m(2)10 m/s(3)10 m/s，方向豎直向下豎直方向的拋體運(yùn)動1(對豎直下拋的理解)(單選)關(guān)于豎直下拋運(yùn)動，下列說法正確的是()a飛行中的轟炸機(jī)拋下的炸彈的運(yùn)動是豎直下拋運(yùn)動b從屋頂豎直向下拋出的鉛球的運(yùn)動是豎直下拋運(yùn)動c豎直下拋運(yùn)動是一種特殊的非勻變速直線運(yùn)動d某同學(xué)站在窗前將衣服豎直向下拋給伙伴，他認(rèn)為衣服的運(yùn)動是豎直下拋運(yùn)動答案b解析轟炸機(jī)拋下的炸彈具有水平初速度，不是豎直下拋運(yùn)動，故a錯；衣服向下運(yùn)動時所受空氣阻力太大，與其重力相比不可忽略，其運(yùn)動不是豎直下拋運(yùn)動，故d錯；從屋頂豎直向下拋出的鉛球具有豎直向下的初速度且其所受空氣阻力可以忽略，其運(yùn)動可以看作豎直下拋運(yùn)動，故b正確；做豎直下拋運(yùn)動的物體僅受重力作用，其加速度為重力加速度g，是勻加速直線運(yùn)動，故c錯2(豎直下拋規(guī)律的應(yīng)用)(單選)做豎直下拋運(yùn)動的物體，第9 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的位移之差為(g 取10 m/s2)()a5 m b10 mc25 m d50 m答案d解析設(shè)下拋初速度為v0，第9 s內(nèi)的位移大小ss9s8(9v0g92)(8v0g82)v0g，第4 s內(nèi)的位移大小ss4s3(4v0g42)(3v0g32)v0g，第9 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的位移之差sssgg5g50 md正確3(對豎直上拋的理解)(單選)關(guān)于豎直上拋運(yùn)動，下列說法中正確的是()a將物體以一定初速度豎直向上拋出，且不計空氣阻力，則物體的運(yùn)動為豎直上拋運(yùn)動b做豎直上拋運(yùn)動的物體，其加速度與物體重力有關(guān)，重力越大的物體，加速度越小c豎直上拋運(yùn)動只包括上升階段d豎直上拋運(yùn)動其速度和加速度的方向都可以改變答案a解析豎直上拋運(yùn)動是初速度向上，只在重力作用下的運(yùn)動，加速度為g，上升和下落過程具有對稱性，所以將物體以一定初速度豎直向上拋出，且不計空氣阻力，則物體的運(yùn)動為豎直上拋運(yùn)動，故a正確；豎直上拋運(yùn)動是初速度向上，只在重力作用下的運(yùn)動，加速度為g，上升和下落過程具有對稱性，加速度與物體重力無關(guān)，故b、c錯誤；豎直上拋運(yùn)動速度方向會改變，加速度的方向始終向下，d錯誤4(豎直上拋規(guī)律的應(yīng)用)從高出地面15 m的位置豎直向上拋出一個小球，它上升5 m后回落，最后到達(dá)地面不計空氣阻力重力加速度g10 m/s2.求：(1)小球拋出的初速度大小(2)從拋出到落地過程的平均速度答案(1)10 m/s(2)5 m/s，方向豎直向下解析(1)由速度位移公式得：v2gs所以：v010 m/s，方向豎直向上(2)由速度位移公式得：v2g(15s)所以落地速度大小為vt20 m/s(方向豎直向下)所以全程平均速度為5 m/s，負(fù)號表示方向豎直向下題組一豎直下拋的理解及其規(guī)律的應(yīng)用1(單選)關(guān)于豎直下拋運(yùn)動，下列說法正確的是()a下落過程是加速運(yùn)動，加速度越來越大b下落過程是勻速直線運(yùn)動c在下拋時，由于給物體一定的作用力，所以在下落過程中的加速度大于重力加速度d下落過程中物體的運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動答案d解析豎直下拋運(yùn)動中，物體具有一個豎直向下的初速度，在運(yùn)動過程中，只受重力的作用，故做勻變速直線運(yùn)動，d正確2(單選)將物體以一定的初速度豎直下拋，其速度時間圖象可能是()答案c解析豎直下拋，物體做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動，速度時間圖象為一傾斜的直線a圖表示物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，不符合題意，故a錯誤；b圖表示物體做勻減速直線運(yùn)動，不符合題意，故b錯誤；c圖表示物體做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動，符合題意，故c正確；物體做初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動，不符合題意，故d錯誤3(單選)質(zhì)量為2 kg的物體以10 m/s的速度從距離地面15 m處豎直下拋，g取10 m/s2，物體到達(dá)地面的速度為()a10 m/s b20 m/sc30 m/s d40 m/s答案b解析根據(jù)vv2gs得，物體到達(dá)地面的速度為：vt m/s20 m/s，故b正確4(單選)一個人站在樓頂豎直向下拋出一物塊已知物塊離開手的速度是1.0 m/s，物塊在最后1 s內(nèi)通過的路程是整個樓高的，假設(shè)物塊離開手的位置靠近樓頂，不計空氣阻力，則整座樓的高度為(g取10 m/s2)()a18米 b20米c22米 d無法計算答案c解析設(shè)物塊落地時間為t，則樓高為s1v0tgt2，前(t1) s物塊下落的高度為s2v0(t1)g(t1)2，由題意可知，s1s2s1，則v0tgt2.代入v01.0 m/s解得t2 s(t0.55 s不符合題意舍去)，所以樓高s1v0tgt2 m22 m故c正確題組二對豎直下拋運(yùn)動的理解5(單選)物體自地面做豎直上拋運(yùn)動后又落回地面，則()a上拋過程中，加速度方向向上，速度方向向上，相對于拋出點(diǎn)的位移方向向上b下落過程中，加速度方向向下，速度方向向下，相對于拋出點(diǎn)的位移方向向下c在最高點(diǎn)，加速度大小為零，速度大小為零d到達(dá)最高點(diǎn)后，加速度方向不變，速度方向改變答案d解析物體拋出后只受重力作用，加速度方向向下，大小恒定落地前的位移相對于拋出點(diǎn)方向向上，a、b、c均錯，d對6(單選)做豎直上拋運(yùn)動的物體在上升和下降過程中通過同一位置時，不相同的物理量是()a速度 b速率c加速度 d位移答案a解析做豎直上拋運(yùn)動的物體在上升和下降過程中通過同一位置時，位移大小、方向均相同，速度大小相等、方向相反，加速度均為g，故本題應(yīng)選a.7(單選)從加速上升的氣球上落下一個物體，在物體離開氣球的瞬間正確的說法是()a物體立即做向下的自由落體運(yùn)動b物體具有向上的加速度c物體的速度為零，但具有向下的加速度d物體具有向上的速度和向下的加速度答案d解析上升的氣球上掉下一物體，由于慣性，物體離開氣球的初速度與氣球的速度相同，大小為v，方向向上，由于物體僅受重力，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度方向向下，大小為g，故d正確8(單選)將一物體以某一初速度豎直上拋，下圖中能反映物體在整個過程中速率v與時間t的關(guān)系的是(不計空氣阻力)()答案b題組三豎直下拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用9(雙選)把一個小球以20 m/s的初速度豎直向上拋出，若不計空氣阻力，g取10 m/s2，則小球到達(dá)距拋出點(diǎn)15米高處的時間可能為()a1秒 b2秒c3秒 d4秒答案ac解析豎直上拋運(yùn)動的位移公式可以寫成：sv0tgt2整理得：gt2v0ts0代入數(shù)據(jù)解方程，得：t11 st23 s.故a、c正確10(單選)一人站在樓房頂層從o點(diǎn)豎直向上拋出一個小球，小球上升的最大高度為20 m，然后落回到拋出點(diǎn)o下方25 m處的b點(diǎn)，則小球在這一運(yùn)動過程中通過的路程和位移分別為(規(guī)定豎直向上為正方向，g取10 m/s2)()a25 m、25 m b65 m、25 mc25 m、25 m d65 m、25 m答案b解析小球上升20 m，又下降45 m到達(dá)o點(diǎn)下方的b點(diǎn)，路程l20 m45 m65 m初位置到末位置的距離為25 m，方向豎直向下，所以位移s25 m故b正確11(雙選)某升降機(jī)用繩子系著一個重物，以10 m/s的速度勻速豎直上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)40 m高度時，繩子突然斷開，從繩子斷開到重物落地過程重物(不計空氣阻力，g取10 m/s2)()a距地面的最大高度為45 mb在空中的運(yùn)動時間為5 sc落地速度的大小為10 m/sd落地速度的大小為30 m/s答案ad解析繩子斷開后重物上升過程，根據(jù)速度位移關(guān)系公式，有：v2(g)s，解得sm5 m；故物體距離地面的最大高度為45 m，故a正確；根據(jù)位移時間關(guān)系公式，有：sv0tgt2，代入數(shù)據(jù)得：4010t10t2.解得：t4 s或者t2 s，故b錯誤；根據(jù)速度時間關(guān)系公式，有：vv0gt30 m/s，故c錯誤，d正確12在豎直的井底，將一物體以11 m/s的初速度豎直向上拋出，物體沖出井口再落回到井口