高三物理一輪復(fù)習(xí)課件1.3自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)人教

1、,3 自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng),第一章,運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng),(2011屆安徽高三第二次聯(lián)考)如圖131所示，A、B兩棒的長(zhǎng)均為L(zhǎng)=1m，A的下端和B的上端相距s=20m.若A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng)，A做自由落體運(yùn)動(dòng)，B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，初速度v0=40m/s.求：(g取10m/s2) (1)A、B兩棒何時(shí)相遇 (2)A、B兩棒從相遇開始到分離 所需的時(shí)間,1.自由落體運(yùn)動(dòng),圖131,點(diǎn)評(píng)：運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律具有條件性、相對(duì)性和矢量性利用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的一般思路是：(1)對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析，畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖(2)選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)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(shí)0.2s，若不計(jì)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(shè)屋 檐O點(diǎn)到窗頂A點(diǎn)間距離為 h，下落時(shí)間為t，水滴由 窗戶上沿A下落到下沿 B所用時(shí)間為t=0.2s，,窗戶高h(yuǎn)=1.8m.根據(jù)自由落體位移公式，水滴由O點(diǎn)下落到A點(diǎn)和由O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的位移分別為 聯(lián)立上面兩式，應(yīng)用消元法，消去變量t得,解法2：應(yīng)用平均速度和勻變速直線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)求解. 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則水滴經(jīng)過窗口中間時(shí)刻的速度應(yīng)為,設(shè)水滴由屋檐下落時(shí)間為t時(shí)速度為v中，則v中=gt解得 水滴下落至窗頂所用時(shí)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(yùn)動(dòng) 一個(gè)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(zhǎng)時(shí)間落回地面？(忽略空氣阻力，取g=10m/s2),重物的運(yùn)動(dòng)過程共分三個(gè)階段：先隨氣球向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；然后從氣球上掉下，此時(shí)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(yùn)動(dòng)；達(dá)到最高點(diǎn)，重物開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，最后回到地面.如圖所示.,下面分三個(gè)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(shí)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(shí)間： 所以，重物從氫氣球上掉下后，落回地面所用的時(shí)間為： t=t2+t3=4s+7.48s=11.48s,點(diǎn)評(píng)：豎直上拋運(yùn)動(dòng)三性：(1)對(duì)稱性：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下落階段具有時(shí)間和速度等方面的對(duì)稱性(2)可逆性：上升過程的勻減速運(yùn)動(dòng)，可逆向看做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)來研究(3)整體性：把上升階段和下落階段視為一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)過

5、程,原地起跳時(shí)，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(gè)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(shí)的速度，則對(duì)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(shí)的速度，H表示與此相應(yīng)的豎直高度，則對(duì)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(yùn)動(dòng)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(shí)被某同學(xué)接住，在被人接住前1s內(nèi)物體的位移大小為4m，不計(jì)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(shí)間； (2)豎直井的深度H.,當(dāng)被接住前

7、1s物體位移為向上的x=4m時(shí)，則這一秒中間時(shí)刻速度為 從拋出到接住的時(shí)間為 井的深度為 得x=22m,當(dāng)被接住前1s內(nèi)物體位移為向下的x=-4m時(shí)，則這一秒中間時(shí)刻速度為 從拋出到接住的時(shí)間為 井的深度為 得x=18m,點(diǎn)評(píng)：豎直上拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，下落階段是自由落體運(yùn)動(dòng)(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(yùn)動(dòng)，但必須注意方程的矢量性習(xí)慣上取v0的方向?yàn)檎较?，則vt0時(shí)正在上升，vt0時(shí)正在下降；h為正時(shí)物體在拋出點(diǎn)的上方，h為負(fù)時(shí)物體在拋出點(diǎn)的下方,(2011屆安徽高河中學(xué)摸底考試)某物體以30m/s

8、的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2,5s內(nèi)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(diǎn)，位移為h1=302/20m=45m，再自由落體2s時(shí)間，下降高度為h2=0.51022m=20m，故路程為65m，A錯(cuò)；此時(shí)離地面高25m，位移方向豎直向上，B對(duì)；此時(shí)速度為v=102m/s=20m/s，速度改變量為50m/s，C錯(cuò)；平均速度為25m/5s=5m/s，D錯(cuò),易錯(cuò)題1：一高臺(tái)(距水面10m)跳水運(yùn)動(dòng)員以6m/s的速度豎直向上跳出，設(shè)起跳時(shí)運(yùn)動(dòng)員重

9、心在平臺(tái)以上1m高處的O點(diǎn)，求運(yùn)動(dòng)員(重心)離開O點(diǎn)1.6m的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(g取10m/s2),錯(cuò)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(cuò)解分析：自以為對(duì)此類運(yùn)動(dòng)了如指掌，覺得已沒有必要設(shè)正方向,點(diǎn)評(píng)：物體做直線運(yùn)動(dòng)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(cuò)，必須養(yǎng)成作圖的良好習(xí)慣，設(shè)定正方向是必要的，同向?yàn)檎?，反向?yàn)樨?fù)標(biāo)出已知量的正負(fù)后再代入公式,易錯(cuò)題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(g=10m/s2),錯(cuò)解分析：由于同學(xué)們對(duì)慣性定律理解不深刻，導(dǎo)致對(duì)題中的隱含條件即