第3講自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)

2023/2/32015屆高考物理復(fù)習(xí)課件2023/2/3第3講自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的描述和勻變速直線運(yùn)動(dòng)第一章2023/2/3編讀互動(dòng)

1．本講是勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)一步應(yīng)用，通過本講的復(fù)習(xí)要讓學(xué)生掌握自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，使學(xué)生熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式和推論的應(yīng)用，掌握對運(yùn)動(dòng)過程分段分析和對全過程整體分析的方法．

2．本講教學(xué)可以按下面的思路安排：

(1)通過例1及變式題研究自由落體運(yùn)動(dòng)的解題技巧，重點(diǎn)注意兩種典型問題的求解方法．

(2)通過例2及變式題了解并掌握豎直上拋運(yùn)動(dòng)的求解規(guī)律，注意符號法則及運(yùn)動(dòng)對稱性的運(yùn)用．

(3)通過例3及變式題掌握自由落體及豎直上拋運(yùn)動(dòng)中的相遇問題的處理方法．2023/2/3考點(diǎn)自主梳理?知識(shí)點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)

1．概念：物體只在重力作用下由______開始下落的運(yùn)動(dòng)．

2．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

(1)初速度為__________．

(2)加速度的大小等于g，加速度的方向__________．

3．運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(1)速度公式：__________.

(2)位移公式：__________.

(3)速度位移關(guān)系式：__________.靜止零豎直向下v＝gtv2＝2gh2023/2/3?知識(shí)點(diǎn)二豎直上拋運(yùn)動(dòng)

1．概念：物體以初速度v0豎直向上拋出后，只在__________作用下的運(yùn)動(dòng)．

2．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

(1)初速度__________．

(2)加速度的大小等于_____，加速度的方向__________．

重力豎直向上g豎直向下2023/2/3

3．運(yùn)動(dòng)規(guī)律(取豎直向上為正方向)

(1)速度公式：__________.

(2)位移公式：__________.

(3)速度位移關(guān)系式：_______________.

(4)上升的最大高度：H＝__________.

(5)上升到最大高度所需的時(shí)間：T＝__________.v＝v0－gt2023/2/3考向互動(dòng)探究

?探究考向一自由落體運(yùn)動(dòng)問題的求解應(yīng)用自由落體規(guī)律時(shí)應(yīng)注意：

1．自由落體運(yùn)動(dòng)同時(shí)具備的兩個(gè)條件是：①初速度為零；②加速度為重力加速度．物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運(yùn)動(dòng)，從中間截取的一段運(yùn)動(dòng)過程不是自由落體運(yùn)動(dòng)，而是豎直下拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解決豎直下拋運(yùn)動(dòng)問題．2023/2/3

2．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此可充分利用自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題．

(1)從運(yùn)動(dòng)開始連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之比為1∶3∶5∶7∶…….2023/2/3

例1

水滴從屋檐自由落下，經(jīng)過高為1.8m的窗戶歷時(shí)0.2s．若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，則屋檐離窗戶頂沿有多高？

[答案]3.2m2023/2/32023/2/32023/2/3

[點(diǎn)評]

(1)注意自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特征，水滴經(jīng)過窗戶的階段不是做自由落體運(yùn)動(dòng)，但其加速度仍為g；

(2)要想求出屋檐離窗戶頂沿的距離，只要求出水滴離開屋檐自由下落到窗戶頂沿的時(shí)間t或落到窗戶頂沿時(shí)的速度v即可；

(3)注意借助示意圖；

(4)由于自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度v0＝0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可靈活運(yùn)用相關(guān)推論求解，如下面的變式題．2023/2/3

變式題

2023/2/3

[答案]B2023/2/3?

探究考向二豎直上拋運(yùn)動(dòng)問題的求解技巧

【技巧概述】

豎直上拋運(yùn)動(dòng)過程包括上升和下降兩個(gè)階段．上升階段物體的速度越來越小，加速度與速度方向相反，是勻減速直線運(yùn)動(dòng)；下降階段物體的速度越來越大，加速度與速度方向相同，是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的即時(shí)速度為零，但加速度仍為重力加速度g，所以物體此時(shí)并不處于平衡狀態(tài)．在豎直上拋運(yùn)動(dòng)問題的分析中要注意以下技巧：2023/2/3

1．研究階段選取的技巧

(1)分段法：把豎直上拋運(yùn)動(dòng)的全過程分為上升階段和下降階段，上升階段做末速度v＝0、加速度a＝g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下降階段做自由落體運(yùn)動(dòng)．物體下落階段的運(yùn)動(dòng)和上升階段的運(yùn)動(dòng)互為逆運(yùn)動(dòng)．

(2)全程法：由于豎直上拋運(yùn)動(dòng)上升階段和下落階段的加速度始終為重力加速度g，其整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以可應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律對全程列式求解．但要特別注意速度、位移、加速度等矢量的方向，一般選向上為正方向，即初速度v0方向?yàn)檎较?，運(yùn)動(dòng)規(guī)律表達(dá)式為：2023/2/32023/2/32023/2/3

例2

將一個(gè)小物體以初速度v0豎直上拋，若物體所受的空氣阻力的大小不變，則小物體到達(dá)最高點(diǎn)的最后一秒和離開最高點(diǎn)的第一秒時(shí)間內(nèi)通過的路程x1和x2及速度的變化量Δv1和Δv2的大小關(guān)系為(

)

A．x1>x2

B．x1<x2

C．Δv1>Δv2

D．Δv1<Δv22023/2/3

[答案]ＡＣ2023/2/3

【技巧點(diǎn)撥】

對豎直上拋運(yùn)動(dòng)應(yīng)強(qiáng)化以下幾點(diǎn)方法技巧：(1)涉及矢量式的運(yùn)算必須確定正方向；(2)由于豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下落階段的加速度沒有變化，因此可視為一個(gè)整體過程進(jìn)行研究，要培養(yǎng)學(xué)生對整體過程列式的能力；(3)注意對稱性的靈活應(yīng)用，如下面的變式題；(4)培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型的能力．2023/2/3

變式題

[2012·寶雞模擬]豎直向上拋出一小球，3s末落回到拋出點(diǎn)，則小球在第2s內(nèi)的位移(不計(jì)空氣阻力)是(

)

A．0

B．5m

C．10m

D．1.25m

[答案]Ａ2023/2/3?

探究考向三涉及自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的綜合問題

1．自由落體與豎直上拋物體的相遇問題當(dāng)兩個(gè)物體從不同位置先后做自由落體運(yùn)動(dòng)或兩個(gè)物體分別做自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩物體在空中相遇的條件都是兩物體在同一時(shí)刻位于同一位置．對于上述兩種情況下兩個(gè)物體的相遇問題，可以地面為參考系，根據(jù)自由落體規(guī)律結(jié)合位移關(guān)系和時(shí)間關(guān)系求解，也可以某一物體為參考系，根據(jù)兩物體相對勻速運(yùn)動(dòng)結(jié)合相對位移和時(shí)間關(guān)系求解．2023/2/3

對于兩個(gè)分別做自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體在上升過程或下降過程相遇的問題，一般結(jié)合上拋運(yùn)動(dòng)的臨界條件如“恰到達(dá)最高點(diǎn)”、“恰好返回地面”等求解．

2．豎直上拋和自由落體運(yùn)動(dòng)的多體問題豎直上拋和自由落體運(yùn)動(dòng)的多體問題一般具有如下特征：①每個(gè)物體都經(jīng)歷相同的運(yùn)動(dòng)過程；②每個(gè)物體開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差相等．對此類問題如水龍頭滴水、雜技演員連續(xù)拋球、直升機(jī)定點(diǎn)空降等，可把多體問題轉(zhuǎn)化為單體問題求解．2023/2/3

例3

A、B兩棒均長1m，A棒懸掛于天花板上，B棒與A棒在同一條豎直線上并直立于地面，A棒的下端與B棒的上端之間相距20m，如圖3－1所示，某時(shí)刻燒斷懸掛A棒的繩子，同時(shí)將B棒以v0＝20m/s的初速度豎直上拋，空氣阻力忽略不計(jì)，且g＝10m/s2，試求：

(1)A、B兩棒出發(fā)后何時(shí)相遇？

(2)A、B兩棒相遇后，交錯(cuò)而過需用多少時(shí)間？2023/2/3圖3－12023/2/3

[答案](1)1s

(2)0.12023/2/32023/2/3

[點(diǎn)評]本題通過兩種方法展示不同的解題思路：方法一側(cè)重于研究對象的轉(zhuǎn)化，即將線狀物體的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)；方法二側(cè)重于巧選參考系，但是對于方法二一定要深刻理解兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的相對性才能準(zhǔn)確列式求解．2023/2/3

變式題

[2012·淮南聯(lián)考]如圖3－2所示，一雜技演員用一只手拋球、接球，他每隔0.4s拋出一球，接到球便立即把球拋出．已知除拋、接球的時(shí)刻外，空中總有4個(gè)球，將球的運(yùn)動(dòng)近似看作是豎直方向的運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起，取g＝10m/s2)(

)

圖3－2

A．1.6m

B．2.4m

C．3.2m

D．4.0m2023/2/3

[答案]Ｃ2023/2/3

[備選理由]

考查學(xué)生對自由落體運(yùn)動(dòng)概念的理解能力．

1．關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)

A．物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)

B．加速度等于重力加速度的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)

C．在自由落體運(yùn)動(dòng)過程中，不同質(zhì)量的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同

D．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間成反比備用習(xí)題2023/2/3

[答案]Ｃ

2023/2/3

[備選理由]

側(cè)重于將線狀物體自由落體運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的自由落體運(yùn)動(dòng)的能力的考查．

2．[2011·天津統(tǒng)考]一條懸鏈長7.2m，從懸點(diǎn)處斷開，使其自由下落，不計(jì)空氣阻力，則整條懸鏈通過懸鏈正下方12.8m處的一點(diǎn)所需的時(shí)間是(g取10m/s2)(

)

A．0.3s

B．0.4s

C．0.7s

D．1.2s2023/2/3

[答案]Ｂ

2023/2/3

[備選理由]

本題側(cè)重于研究自由落體運(yùn)動(dòng)和徑流量的關(guān)系，可為涉及加速電子流的類似問題做模擬．

3．如圖所示，