自由落体运动和竖直上抛运动.pptx

一自由落体运动 1 定义 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 叫做自由落体运动 2 自由落体运动的特点 加速度为g 初速度为0的匀加速直线运动 3 自由落体运动规律 1 v gt 2 h gt2 3 v2 2gh 是否只受重力的运动就是自由落体运动 思考感悟 提示 必须是从静止开始的自由下落过程才是自由落体运动 从中间选取的一段运动过程不是自由落体运动 二 竖直上抛运动 1 定义 物体以一定的初速度竖直向上抛出 只在重力作用下的运动 叫做竖直上抛运动 2 运动性质 初速度为v0 加速度为 g的匀变速运动 取竖直向上为正方向 3 竖直上抛运动规律 1 v v0 gt 2 h v0t gt2 3 v2 2gh 4 两个推论 1 上升的最大高度hm 2 上升最大高度所需的时间tm 竖直上抛运动的对称性如何理解 提示 1 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 2 速度对称 上升和下降过程经过同一位置时的速度大小相等 方向相反 思考感悟 提示 自由落体运动的处理方法 严格的自由落体运动只在没有空气的空间才存在 实际生活中如果空气阻力相对重力比较小 可近似看做自由落体运动 物体做自由落体运动的快慢与物体的质量无关 不同质量的物体的加速度相同 2011 重庆高考 某人估测一竖直枯井深度 从井口静止释放一石头并开始计时 经2s听到石头落地声 由此可知井深约为 不计声音传播时间 重力加速度g取10m s2 A 10mB 20m C 30mD 40m 要点一 思维导引 自由落体运动的运动本质是什么 自由落体的位移公式是什么 解析 h gt2 10 22m 20m 由此可知井深约为20m 答案 B 1 关于自由落体运动 下列说法中正确的是 A 质量大的物体自由落体时的加速度大 B 从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动 C 雨滴下落的过程是自由落体运动 D 从水龙头上滴落的水滴的下落过程 可近似看做自由落体运动 解析 做自由落体运动的物体在同一地点的重力加速度相等 与物体质量的大小无关 故A项错 从水平飞行着的飞机上释放的物体 由于惯性具有水平初速度 不是自由落体 故B项错 雨滴下落过程所受空气阻力与速度大小有关 速度增大时阻力增大 雨滴速度增大到一定值时 阻力与重力相比不能忽略 不能认为是自由落体运动 故C项错 水龙头上滴落的水滴所受空气阻力与重力相比可忽略不计 可认为只受重力作用 故D项正确 答案 D 解析 2 自由下落的物体第n秒内通过的位移与第 n 1 秒内通过的位移之差为 A 9 8mB 4 9 2n 1 m C 3 n 1 mD m 解析 根据自由落体的运动规律可得 h gT2 解得 h 9 8m 故A项正确 答案 A 解析 3 伽利略在研究自由落体运动性质的时候 为了排除物体自由下落的速度vt随着下落高度h 位移大小 是均匀变化 即 vt kh k是个常数 的可能性 设计了如下的思想实验 在初速为零的匀变速的直线运动中 式中表示平均速度 而h t 如果vt kh 成立的话 那么 必有 h kht 即t 常数 t竟然是与h无关的常数 这显然与常识相矛盾 于是 可以排除速度vt是随着下落高度h均匀变化的可能性 关于伽利略这个思想实验的逻辑及逻辑片语 你做出的评述是 A 全部正确 B 式错误 解析 本实验是为了研究自由落体运动的性质 因此自由落体运动的性质不明确 式不能直接使用 B项正确 C 式错误 D 式以后的逻辑片语错误 答案 B 竖直上抛运动的研究方法 1 分段法 上升是匀减速直线运动 下降是自由落体运动 下落过程是上升过程的逆过程 2 整体法 看成是完整的匀变速直线运动 取向上为正 则上升过程中v为正值 下落过程中v为负 在抛出点的上方h为正 在抛出点的下方h为负 在竖直上抛运动中 当物体经过抛出点上方某一位置时 可能处于上升阶段 也可能处于下降阶段 因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解 密码改编 某物体以30m s的初速度竖直上抛 不计空气阻力 取向上为 解析 要点二 正方向 g取10m s2 求 1 5s内物体路程 2 5s内物体的位移 3 5s内物体速度改变量 4 5s内物体平均速度 思维导引 竖直上抛运动的基本处理方法有哪些 分段研究和全过程研究有哪些优缺点 速度改变量的方向怎样确定 解析 1 初速度为30m s 只需3s即可上升到最高点 位移为h1 45m 再自由下落2s 下降高度为h2 0 5 10 22m 20m 故路程为65m 2 5s内物体离抛出点高25m 故位移大小为25m 方向向上 解析 3 5s末物体速度为v 10 2m s 20m s 方向向下 速度改变量 v v v0 20 30m s 50m s 负号表示方向向下 4 平均速度为 m s 5m s 方向向上 答案 1 65m 2 25m 方向向上 3 50m s 方向向下 4 5m s 方向向上 感悟提升 竖直上抛运动是一种特殊的匀变速直线运动 涉及到物体折返的运动过程 如不涉及路程的计算 一般情况下用全过程分析比较简单 在计算时 要现规定正方向 求解时注意各个物理量方向 B 小球到达最大高度时的加速度为0 C 小球上升的最大高度为61 25m D 小球上升阶段所用的时间为3 5s 解析 小球到达最高点时的速度为0 但加速度为g 故A项正确 B项错误 由H 得 小球上升的最大高度为H 61 25m 由t上 可得小球上升阶段所用的时间为t上 3 5s 故C D两项正确 答案 ACD 4 以35m s的初速度竖直向上抛出一个小球 不计空气阻力 g取10m s2 以下判断正确的是 A 小球到达最大高度时的速度为0 解析 5 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 解析 下面分三个阶段来求解 向上加速阶段a1 4m s2 t1 10s H1 a1 4 102m 200m v a1t1 4 10m s 40m s 竖直上抛阶段 a2 10m s2 v0 v 40m s 上升的高度 H2 m 80m所用时间 t2 s 4s 解析 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 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 自由落体运动和竖直上抛运动的结合 自由落体运动和竖直上抛运动都是加速度为g的匀变速直线运动 在解决两种运动结合的综合问题时 应该先分析清楚它们各自的运动情况 找到两者间的速度 位移 时间关系 然后根据运动规律列出运动方程 最后求解答案 密码改编 如图所示 将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时 将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放 两球恰在处相遇 不计空气阻 要点三 力 则 A 两球同时落地 B 相遇时两球速度大小相等 C 相遇时a球速率为零 D 相遇后落地前的任意时刻 a球速率都大于b球速率 思维导引 两个小球基本的运动规律公式是什么 如何把两个小球的运动联系起来 相遇后各自做什么运动 解析 两球经过相同的时间 在处相遇 则对b小球列方程可得 gt2 对a小球则有 v0t gt2 两式联立可得 v0 gt 即相遇时 a小球的速度为va v0 gt 0 C项正确 b小球的速度为gt B项错误 从相遇开始 a向下做初速度为零的 解析 匀加速直线运动 b小球以一定的速度向下做匀加速直线运动 且二者加速度相同 均为g 故b球先落地 A D两项错误 答案 C 感悟提升 多个运动过程 首先要熟悉它们各自的运动情况 多个运动过程之间一般会存在联系 例如位移之间的联系 速度之间的联系等 6 从地面竖直上抛物体A 同时在某高度有一物体B自由下落 两物体在空间相遇 并非相碰 的速率 都是v 则下列叙述正确的是 A 物体A的上抛初速度大小是相遇时速率的2倍 B 相遇时物体A上升的高度和物体B已下落的高度相同 C 物体A和B的落地时间相同 D 物体A和B的落地速度相等 解析 A B两物体加速度相同 同为g 故在相同的时间内速度变化的大小相同 两物体从开始运动到相遇 B的速度增加了v A的速度相应减少了v 所以A上抛时速度为2v 故A项对 根据匀变速运动规律可知 相遇时A上升的高度hA t B已下落的高度hB t 故B项错 由竖直上抛运动全过程的对称性知 落地时A B两物体速度相等 故D项对 答案 AD 解析 7 以v0 20m s的速度竖直上抛一小球 经2s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球 g取10m s2 则两球相碰处离出发点的高度是 A 10mB 15m C 20mD 不会相碰 解析 设第二个小球抛出后经ts与第一个小球相遇 法一 根据位移相等有v0 t 2 g t 2 2 v0t gt2 解得t 1s 代入位移公式h v