高一物理竖直上抛运动.ppt

知识回顾: 自由落体运动: 1、定义： 2、特征： 3、运动性质： 4、运动规律： 5、重力加速度： 思考： 若V00的下抛运动应具有什么规 律？ 一、竖直上抛运动 1、定义： 物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动 叫做竖直上抛运动。 注意：物体上抛过程中只受重力作 用，空气阻力可忽略不计。 a、分段法： （1）上升过程： 下降阶段为自由落体运动 （2）下落过程 ： 上升阶段看做末速度为零，加速 度大小为g的匀减速直线运动 2、竖直上抛运动的分析方法 b、全过程分析法 从整体看来，运动的全过程加速度大小恒定且 方向与初速度v0方向始终相反，因此可以把竖 直上抛运动看作是一个统一的匀变速直线运动 公式 ： 注意 ： （1）x为正，表示质点在抛出点的上 方，x为负,表示在抛出点的下方 （2）v为正，表示质点向上运动，v为 负,表示质点向下运动 （3）由同一x求出的t、 可能有两 个解，要注意分清其意义 c、图象分析法 画出物体做竖直上抛运动的v-t图象，根 据图象进行分析。 v/ms-1 t/s 0 t0 （2）t0 = v0/ g （3）t=2 t0时，s=0 tan = g（1） v0 2t0 （4）面积表示位移 。 d、运动合成分析法 竖直上抛运动可视为向上的匀 速运动和向下的自由落体运动的合 运动 （B) 匀变速直线运动 (C) 运动到最高点时，v=0 （A ） （取向上为正方向） 二、竖直上抛运动的运动规律 1、运动规律： 上升时间t1 物体上升到最高点瞬时速度为零，由速度公式可得0=v0- gt上升时间 上升最大高度 2、 几个重要结论 下落时间t2 落地速度vt 全程时间T 3、运动特点 注意：竖直上抛物体运动的对称性和速度、位移的正负 ，在没有注明方向的情况下，说经t时间后离出发点的位移 为X，则X可能有两个值。 （A）速度对称：上升和下降过程经过同一位置时 速度等大反向。 t上=t下= v0/g 所以，从某点抛出后又回到同一点所 用的时间为t=2v0/g （B）时间对称：上升和下降过程经过同一段高度 的上升时间和下降时间相等。 例1 ： 竖直上抛一物体，初速度为30m/s，求：上升的最 大高度；上升段时间；物体在1秒末、2秒末、3秒末、4 秒末、5秒末、6秒末的高度及速度。(g=10m/s2) 解：设竖直向上为正方向。 最大高度 上升时间 1秒末 3秒末 4秒末 (负号表示方向与设定正方向相反，即速度方向竖直向下。) 5秒末 2秒末 6秒末 由表中数据画出竖直上抛物体的位置图。 由图 可以 清楚 地看 出对 称性 。 例2：气球下挂一重物，以v0=10ms匀速上升，当到达 离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重 物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不 计，取g=10ms2 分析： 这里的研究对象是重物，原来它随气球以速度v0 匀速上升绳子突然断裂后，重物不会立即下降，将保 持原来的速度做竖直上抛运动，直至最高点后再自由下 落 解： 方法1分成上升阶段和下落阶段两过程考虑 绳子断裂后重物可继续上升的时间和上升的高度分别为： 故重物离地面的最大高度为：H=h+h1=175m+5m=180m 重物从最高处自由下落，落地时间和落地速度分别为： 所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间： t=t1+t2=1s+6s=7s 方法2从统一的匀减速运动考虑 从绳子断裂开始计时，经时间t最后物体落至抛出点下方，规 定初速方向为正方向，则物体在时间t内的位移h=-175m 由位移公式 取合理解，得t=7s所以重物的落地速度为 vt=v0-gt=10ms-107ms=-60ms 其负号表示方向向下，与初速方向相反 说明： 从统一的匀减速运动考虑，比分段计算方便得多 ，只是在应用时，需注意位移、速度等物理量的方向 这个物体从绳子断裂到落地过程中的v-t图如图 例3、从高h=15m的塔上以4m/s的初速度 竖直上 抛一个石子，求（1）经2s后石子离地面的高度 ；（2）落地速度；（3）落地时间。空气阻力不 计，取g=10ms2 例4：从12m高的平台边缘有一小球A自由落下，此时恰 有一小球B在A球正下方从地面上以20ms的初速度竖直 上抛。求： (1)经过多长时间两球在空中相遇； (2)相遇时两球的速度vA、vB； (3)若要使两球能在空中相遇，B球上抛的初速度v0B最小 必须为多少？(取g=10ms2) 分析： A、B相遇可能有两个时刻，即B球在上升过程 中与A相遇，或 B上升到最高点后在下落的过程中A从后 面追上B而相遇。若要使A、B两球能在空中相遇，则B球 在空中飞行的时间至少应比A球下落12米的时间长。 解题方法：自由落体的位移公式及速度与位移的关系 。 解：(1)B球上升到最高点的高度为： 此高度大于平台的高度hA=12m，故A、B两球一定是在B 球上升的过程中相遇。 (2)相遇时vA=gt1=100.6ms=6ms vB=v0B-gt1=(20-100.6)ms=14ms (3)设A球下落12米运动的时间为tA 若B球以v0B上抛，它在空中飞行的时间为 要使A、B球相遇，必须有tBtA，即 1、一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动，在上升 过程中最后1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大 小分别为 A10ms，10m B10ms，5m C5ms，5m D由于不知道v0的大小，无法计算 练习： B 2、一小球从塔顶竖直上抛，它经过抛出点之上0.4m时的 速度为3ms，则它经过抛出点之下0.4m时的速度为_ （不计空气阻力，取g=10ms2） 5m/s 3、将一物体以某一初速度竖直上抛，在图2-14中能正 确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系的 图像是 B 4、某人在高层楼房的阳台外侧上以20ms的速度竖直 向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处所经历 的时间可以是多少（空气阻力不计，g取10ms2） 1s、3s、（2+7）s 5、地面上竖直上抛物体A，同时在某高度有一物体B自 由下落，两物体在空中相遇（不相碰）时的速率都是V ，则（ ） A、物体A上抛初速度的大小是两物体相遇时速率的2倍 。 B、相遇时物体A上升的高度和物体B已下落的高度之比 为3：1 C、物体A和物体B落地时间相等 D、物体A和物体B落地速度相等 ABD 6.跳水运动员从离地面10m 高的平台上跃起,举双臂直 体离开台面, 此时其重心位 于从手到脚全长的中点. 跃 起后重心升高0.45m达到最 高点,落水时身体竖直,手先 入水, 从离开跳台到手接触 水面这一过程中,求: (1)起跳的初速度. (2)可用于完成动作的时间. v0=3m/s s=-10m t=1.75s 0.45m 10.45m10m 1.运动模型的简化. 2.分阶段或完整过程求解. 7.自高为H的塔顶自由落下A物的同时B物自塔底 以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线 上运动下面说法正确的是（ ） A若两物体相遇时，B正在上升途中 B、若 两物体在