高考物理一轮复习-1.3自由落体运动和竖直上抛运动同步课件

自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动，初速度为0的匀加速直线运动规律都适用于自由落体运动。vt=gt

s=1/2gt2

vt2=2gh1、自由落体运动第一页第二页，共36页。2、竖直下抛运动竖直下抛运动是初速度不为0、加速度为g、竖直向下的匀加速直线运动，匀加速直线运动规律都适用于竖直下抛运动，只要将公式中的a用g代替。

vt=v0+gts=v0t+1/2gt2vt2–v02=2gh第二页第三页，共36页。（1）竖直上抛运动的条件:有一个竖直向上的初速度v0;运动过程中只受重力作用(加速度为重力加速度g)。（2）竖直上抛运动的规律：竖直上抛运动是加速度恒定的匀变速直线运动，若以抛出点为坐标原点，竖直向上为坐标轴正方向，其位移公式与速度公式分别为s=v0t－1/2gt2

vt=v0－gt

vt2-v02=-2gh3、竖直上抛运动第三页第四页，共36页。（3）竖直上抛运动的特征：竖直上抛运动可分为“上升阶段”和“下落阶段”。前一阶段是匀减速直线运动，后一阶段则是自由落体运动，具备的特征主要有：“上升阶段”和“下落阶段”的运动以最高点对称。①时间对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一段大小相等，方向相反的位移所经历的时间相等,即t上=t下②速率对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小相等，即v上=v下③上升的最大高度hm=v02/2g上升的最大时间

t上=v0/g第四页第五页，共36页。

基本公式自由落体运动竖直上抛运动竖直下抛运动vt=v0+atvt=gtvt=v0-gtvt=v0+gts=v0t+1/2at2h=1/2gt2h=v0t-1/2gt2h=v0t+1/2gt2vt2-v02=2asvt2=2ghvt2-v02=-2ghvt2-v02=2gh4、匀变速直线运动的公式汇总第五页第六页，共36页。1.竖直上抛运动的特点(1)对称性如图1－2－1所示，一物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则：图1－2－1重点突破第六页第七页，共36页。①时间对称性物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA.②速度对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．③能量对称性物体从A→B和从B→A重力势能变化量的大小相等，均等于mghAB.第七页第八页，共36页。(2)多解性当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双解．在解决问题时要注意这个特点．第八页第九页，共36页。2．解答竖直上抛运动问题的两种方法(1)全程法：规定好正方向后，直接应用匀变速直线运动的几个矢量式．(2)分阶段法：将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段．第九页第十页，共36页。当物体先做匀减速直线运动，又反向做匀加速直线运动，且全程加速度恒定时，其运动特点与竖直上抛运动相似．第十页第十一页，共36页。(14分)一个氢气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升，10s末从气球上掉下一重物，此重物最高可上升到距地面多高处？此重物从氢气球上掉下后，经多长时间落回到地面？(忽略空气阻力，g取10m/s2)第十一页第十二页，共36页。重物的运动过程共分三个阶段：先随气球向上做匀加速直线运动，然后从气球上掉下，此时重物不是自由下落，而是由于惯性继续向上做竖直上抛运动，到达最高点后，重物开始做自由落体运动，最后回到地面，如图1－2－2所示．图1－2－2第十二页第十三页，共36页。[满分指导]下面分三个阶段来求解向上加速阶段：a1＝4m/s2t1＝10s，H1＝a1＝×4×102m＝200mvt＝a1t1＝4×10m/s＝40m/s.竖直上抛阶段：a2＝－10m/s2，v0＝vt＝40m/s上升的高度：H2＝m＝80m所用时间：t2＝s＝4s第十三页第十四页，共36页。所以重物距地面的最大高度为：Hmax＝H1＋H2＝200m＋80m＝280m．自由下落阶段：加速度a3＝10m/s2，下落的高度H3＝280m.下落所用的时间：第十四页第十五页，共36页。t3＝s＝s≈7.48s所以重物从氢气球上掉下后，落回地面所用的时间为：t＝t2＋t3＝4s＋7.48s＝11.48s．[答案]280m11.48s第十五页第十六页，共36页。[名师归纳](1)解答本题时易误认为物体脱离气球后直接做

，而实际上物体脱离气球后由于

，初速度即为

．(2)对竖直上抛运动可直接利用全程法求解．自由落体运动惯性还要向上运动脱离气球时的速度第十六页第十七页，共36页。1．在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定．近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g

值测得很准，具体做法是：

第十七页第十八页，共36页。将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落到原处的时间为T2，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点到又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于()A.B.C.D.第十八页第十九页，共36页。解析：小球从O点能上升的最大高度为g()2，小球从P点能上升的高度为g()2，所以有：H＝g()2－g()2，由此得g＝答案：A第十九页第二十页，共36页。1．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（）A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比D．伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比C第二十页第二十一页，共36页。2.小球从高处静止落向地面后又反向弹起，下列图像中能反映其运动过程的是()vt0ABCDvt0vt0vt0A第二十一页第二十二页，共36页。3．如图所示，可以表示两个做自由落体运动的物体同时落地的速度－时间图象的是（t0表示落地时间）()0vtt00vtt00vtt00vtt0ADCB12121212θθθθD第二十二页第二十三页，共36页。4．两位同学做一小实验来测定反应时间．一位同学用两手指捏住1m长木尺顶端零刻度处，第二位同学的一只手在木尺的下端做握住木尺的准备，但不碰到尺．当他看到第一位同学松手时，立即握住木尺，手握处的读数为0.55m，g取10m/s2，则第二位同学的反应时间为（单位：s）()A．0.10B．0.30C．0.11D．0.33点拨：木尺自由下落0.45m。B第二十三页第二十四页，共36页。5．第29届奥运会将于今年8月在北京举行，跳水比赛是我国的传统优势项目．某运动员正在进行10m跳台跳水训练，下列说法正确的是()A．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点B．运动员在下落过程中，感觉水面在匀速上升C．前一半时间内位移大，后一半时间内位移小D．前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短D第二十四页第二十五页，共36页。6．两个小球分别拴在一根轻绳两端，当一人用手拿住一球将它们从三楼阳台上由静止释放，两球先后落地的时间差为t1；若将它们从四楼阳台上由静止释放时，它们落地的时间差为t2（不计空气阻力），则t1、t2，满足 （） A．t1=t2

B．t1<t2

C．t1>t2

D．都有可能C第二十五页第二十六页，共36页。7．如图所示，四个小球在离地面不同高度处，同时由静止释放，不计空气阻力，从某一时刻起，每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面。则刚开始运动时各小球相对地面的位置可能是（）高度地面高度地面高度地面高度地面1234123412341234ABCDC第二十六页第二十七页，共36页。DAC8．有一种“傻瓜”相机的曝光时间（快门从打开到关闭的时间）是固定不变的。为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从墙面上A点的正上方与A相距H=1.5m处，使一个小石子自由落下，在小石子下落通过A点后，按动快门，对小石子照相，得到如图所示的照片,由于石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹CD。已知每块砖的平均厚度约6cm。从这些信息估算该相机的曝光时间最近于下列哪个值？()A．0.5sB．0.06sC．0.02sD．0.008sC解见下页第二十七页第二十八页，共36页。解：DACOOC=1.8mOD=1.92mAC=0.3mCD=0.12mO→CO→D由自由落体运动公式第二十八页第二十九页，共36页。9．甲、乙两同学用一把米尺，准备测定一枯井的深度，甲同学还准备了一根很长的尼纶线和一小石块，他准备用尼纶线悬着小石块放入井中,当石块着底时记下尼纶线位置，然后测出放入井中尼仑线的长度从而测出井深,乙同学准备了一包小石子,请你帮乙同学仅用这包小石子和这把米尺设计一个测井深的方案。解：将米尺竖直固定在井口，让小石块由静止开始从零刻度下落，每当下落的小石头块经过h0刻度时，再释放一颗石块，当听到第一颗石块撞击井底声时，第n颗石块在刻度尺上的位置是h。第二十九页第三十页，共36页。相邻两石块间隔的时间为t0，则由自由落体运动听到第一颗石块撞击井底声时，有（n-1）颗石块经过h0刻度,间隔的时间为（n-1）t0，第n颗石块在刻度尺上的位置是h,下落的的时间为tn,则第一颗石块下落的的总时间为井深解得第三十页第三十一页，共36页。10．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2。5s内物体的（ ）（A）路程为65m （B）位移大小为25m，方向向上（C）速度改变量的大小为10m/s （D）平均速度大小为13m/s，方向向上AB第三十一页第三十二页，共36页。此时速度为v=10×2m/s=20m/s，方向向下解析：初速度30m/s，只需要3s即可上升到最高点，3s内上升高度为h1=302/20m=45m，再自由落体2s时间，下降高度为故路程为65m，A对；此时离地面高25m，位移方向竖直向上，B对；平均速度为25m/5s=5m/s，D错。h2=0.5×10×22m=20m，速度改变量为50m/s，C错；第三十二页第三十三页，共36页。11．如图所示，P为一堵高墙，M为高h=0.8m的矮墙