吉林省吉林市第一中学高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第3单元 自由落体与竖直上抛运动教案.doc

第3单元 自由落体与竖直上抛运动1、 自由落体运动：物体仅在重力作用下由静止开始下落的运动重快轻慢”非也亚里斯多德y伽利略n（1）特点：只受重力作用，即0=0、a=g（由赤道向两极，g增加由地面向高空，g减小一般认为g不变）（2）运动规律： v = g t h = g t2. / 2 v2 = 2 g h对于自由落体运动，物体下落的时间仅与高度有关，与物体受的重力无关。（3）符合初速度为零的匀加速直线运动的比例规律2、 竖直上抛运动：物体上获得竖直向上的初速度0后仅在重力作用下的运动。特点：只受重力作用且与初速度方向反向，以初速方向为正方向则-a=-g运动规律： （1） vv0g t tv0 / g（2） hv0 tg t2 / 2（3） v02v22gh hv02 / 2g （4） = ( v0 +v) / 2例：竖直上抛，v0100m / s 忽略空气阻力 （1）、多长时间到达最高点？ 0v0g t tv0 / g=10秒 500米理解加速度 （2）、最高能上升多高？（最大高度） 100m/s0v022g h h= v02/2g500米 （3）、回到抛出点用多长时间？ hg t2. / 2 t10秒 时间对称性 （4）、回到抛出点时速度？ vg t v100m / s 方向向下 速度大小对称性 （5）、接着下落10秒，速度？ v1001010200m/s 方向向下 （6）、此时的位置？s100100.5101021500米 （7）、理解前10秒、20秒 v（m/s）30秒 内的位移 100 0 10 20 30 t (s) 100 200结论：时间对称性 速度大小对称性注意：若物体在上升或下落中还受有恒空气阻力，则物体的运动不再是自由落体和竖直上抛运动，分别计算上升a上与下降a下的加速度，利用匀变速公式问题同样可以得到解决。例题分析：例1、 从距地面125米的高处，每隔相同的时间由静止释放一个小球队，不计空气阻力，g=10米/秒2，当第11个小球刚刚释放时，第1个小球恰好落地，试求：（1）相邻的两个小球开始下落的时间间隔为多大？（2）当第1个小球恰好落地时，第3个小球与第5个小球相距多远？（拓展）将小球改为长为5米的棒的自由落体，棒在下落过程中不能当质点来处理，但可选棒上某点来研究。例2、 在距地面25米处竖直上抛一球，第1秒末及第3秒末先后经过抛出点上方15米处，试求：（1）上抛的初速度，距地面的最大高度和第3秒末的速度；（2）从抛出到落地所需的时间（g=10m/s2）例3、 一竖直发射的火箭在火药燃烧的2s内具有3g的竖直向上加速度，当它从地面点燃发射后，它具有的最大速度为多少？它能上升的最大高度为多少？从发射开始到上升的最大高度所用的时间为多少？（不计空气阻力。g=10m/s2）第4单元 直线运动的图象知识要点：1、 匀速直线运动对应于实际运动 1、 位移时间图象，某一时刻的位移 sv t截距的意义：出发点距离标准点的距离和方向图象水平表示物体静止 斜率绝对值 = v的大小，交叉点表示两个物体相遇v（某时刻的快慢）t2、 速度时间图象，某一时刻的速度 阴影面积 位移数值（大小）上正下负2、 匀变速直线运动的速度时间图象（t图） v vt vo 0 t (1) 截距表示初速度 p qabcvto p qvtq tp(2) 比较速度变化的快慢，即加速度(3) 交叉点表示速度相等(4) 面积 = 位移 上正下负【例1】 一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面ab，右侧面是曲面ac。已知ab和ac的长度相同。两个小球p、q同时从a点分别沿ab和ac由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间a.p小球先到 b.q小球先到c.两小球同时到 d.无法确定vaav1v2l1l1l2l2vt1t2tovm解：可以利用v-t图象(这里的v是速率，曲线下的面积表示路程s)定性地进行比较。在同一个v-t图象中做出p、q的速率图线，显然开始时q的加速度较大，斜率较大；由于机械能守恒，末速率相同，即曲线末端在同一水平图线上。为使路程相同（曲线和横轴所围的面积相同），显然q用的时间较少。【例2】 两支完全相同的光滑直角弯管(如图所示)现有两只相同小球a和a/ 同时从管口由静止滑下，问谁先从下端的出口掉出？(假设通过拐角处时无机械能损失) 解析：首先由机械能守恒可以确定拐角处v1 v2，而两小球到达出口时的速率v相等。又由题薏可知两球经历的总路程s相等。由牛顿第二定律，小球的加速度大小a=gsin，小球a第一阶段的加速度跟小球a/第二阶段的加速度大小相同（设为a1）；小球a第二阶段的加速度跟小球a/第一阶段的加速度大小相同（设为a2），根据图中管的倾斜程度，显然有a1 a2。根据这些物理量大小的分析，在同一个v-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）。开始时a球曲线的斜率大。由于两球两阶段加速度对应相等，如果同时到达（经历时间为t1）则必然有s1s2，显然不合理。考虑到两球末速度大小相等（图中vm），球a/ 的速度图象只能如蓝线所示。因此有t1 a2 ba1= a2 ca1 a2 d不能确定解析：依题意作出物体的v-t图象，如图所示。图线下方所围成的面积表示物体的位移，由几何知识知图线、不满足ab=bc。只能是这种情况。因为斜率表示加速度，所以a1a2，选项c正确。【例4】蚂蚁离开巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢中心的距离成反比，当蚂蚁爬到距巢中心的距离l1=1m的a点处时，速度是v1=2cm/s。试问蚂蚁从a点爬到距巢中心的距离l2=2m的b点所需的时间为多少？解析：本题若采用将ab无