高中物理 专题2.5 自由落体运动同步课件 新人教版必修1.ppt

第二章匀变速直线运动的研究 1 运动示意图 一 竖直上抛运动 3 运动规律 将a g代入匀变速直线运动的规律有 以抛出点为坐标原点 竖直向上为坐标轴正方向建立坐标系 2 性质初速度为v0 加速度为g的匀变速直线运动 4 几个特征量 3 到达最高点的速度 v 0落回抛出点的速度 v v0 上升阶段和下落阶段互为逆过程 具有对称性 分段法 把竖直上抛运动分为匀减速上升运动和自由落体运动两个过程研究 上升阶段可以看成初速度为v0 末速度为0 加速度为 g的匀减速直线运动 下降阶段可以看成是自由落体运动 整体法 从整个过程看 利用匀变速直线运动规律来处理 从整体来看 运动全过程中加速度与初速度v0方向始终相反 大小不变 因此可以把竖直上抛运动看做是一个统一的匀变速直线运动 要特别注意v0 v g h等矢量的正负号 5 处理方法 对公式的理解 对称法 在竖直上抛运动中 时间 速度 位移都具有对称性 分析问题时 请注意利用对称性 1 定义 不计空气阻力 以一定的初速度竖直向下抛出的运动 叫做竖直下抛运动 2 性质 初速度为v0 加速度为a g 竖直向下的匀加速运动 3 规律 v v0 gth v0t 1 2gt2v2 v02 2gh 二 竖直下抛运动 例1 一个做竖直上抛运动的物体 当它经过抛出点上方0 4m处时 速度大小是3m s 那么当它经过抛出点下方0 4m处时 速度的大小是多少 g 10m s2 不计空气阻力 典例探究 方法一 分段法设到达抛出点上方0 4m处时还能上升高度为x 则 根据题意 物体相当于从 高处自由下落 故所求速度大小为 方法二 全程法设位移x1 0 4m时速度大小为v1 位移x2 0 4m时速度大小为v2 则 方法三 对称法由运动的对称性知 物体落回抛出点上方0 4m处时速度大小为3m s 方向向下 以此点为起点 做竖直向下的匀加速直线运动 位移为x 0 4m 0 4m 0 8m 则 例2 在楼房的阳台外以初速度20m s竖直上抛一物体 求抛出5s末物体的位移和速度 解一 画出运动示意图如图示 解二 画出运动示意图如图示 解三 画出运动示意图如图示 a b竖直上抛运动 匀减速运动 上升时间t上 v0 g 2s a b a1 竖直上抛运动以最高点对称 t上 t下 2s va1 20m s方向向下 a1 c竖直下抛运动 匀减速运动 t3 1s sa1c va1t3 1 2gt32 20 1 1 2 10 1 25m vt va1 gt3 20 10 1 30m s方向向下 例3 在地面以20m s的初速度竖直上抛一物体 物体在2s内两次通过空中的同一点a 则a点距地面的高度多大 g 10m s2 例4 某人站在高楼的平台边缘 以20m s的速度竖直向上抛出一石子 求抛出后石子经过离抛出点15m处所需时间 不计空气阻力 g 10m s2 竖直上抛运动中的多解问题 解 由于位移是矢量 对应的15m位移有两种可能情况 以v0 20m s方向为正 例5 a球自距地面高h处开始自由下落 同时b球以初速度v0正对a球竖直上抛 空气阻力不计 问 1 要使两球在b球上升过程中相遇 则v0应满足什么条件 2 要使两球在b球下降过程中相遇 则v0应满足什么条件 解析 两球相遇时位移之和等于h 即 而b球上升的时间 b球在空中运动的总时间 1 欲使两球在b球上升过程中相遇 则有 2 欲使两球在b球下降过程中相遇 则有 例6 有一气球以5m s的速度由地面向上匀速上升 经30s后落下一重物 不计空气对物体的阻力 求 1 此物体要经多长时间才能落到地面 2 物体到达地面时的速度 g 10m s2 解析 把物体的运动分为两个阶段 从出发点上升到最高点a 为竖直上抛运动阶段 自最高点a下落到地面b为自由落体运动阶段 根据竖直上抛运动规律 在第一阶段中 上抛的时间为 t1 v0 g 0 5s 而上升的高度为h1 oa 1 25m于是 此时物体距地面总高度为 h2 ab h1 h 1 25m 150m 151 25m 物体从这个高度自由下落到地面所需时间 于是物体自气球中抛出至到达地面所需的总时间为 t t1 t2 0 5s 5 5s 6s而到达地面时的速度为vt gt 10 5 5m s 55m s 方向竖直向下 解答这类题目时 首先必须明确 物体离开气球时具有和气球相同的运动状态 即也具有v0 5m s向上的速度 所以它是一个竖直上抛的物体 其次还要明确这个物体是在离地