2012高考物理一轮能力提升 1-3自由落体运动和竖直上抛运动考点+重点+方法

1 第三课时第三课时 自由落体运动和竖直上抛运动自由落体运动和竖直上抛运动 教学要求教学要求 1 了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法 知道自由落体的概念 2 掌握自由落体运动和竖直上抛运动的规律并能用来解决一些实际问题 知识再现知识再现 一 自由落体运动一 自由落体运动 1 定义 只受重力作用 从静止开始下落的运动 2 特点 只受一个力 即重力 初速 v0 0 且加速度 a g 方向竖直向下 3 性质 初速为零的匀加速直线运动 二 自由落体运动的规律二 自由落体运动的规律 自由落体运动时可以看成是匀变速直线运动在初速 v0 0 加速度 a g 时的一种特例 因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式来推导 速度公式 v1 gt 位移公式 h gt2 2 vt2 2gh 三 竖直上抛运动三 竖直上抛运动 1 物体获得竖直向上的初速度 0后仅在重力作用下的运动 2 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 3 运动规律 t 0 gt h 0t gt2 2 t2 t2 2gh 自由落体加速度的方向始终竖直向下 其大小与在地球上的位置和高度有关 通 常不考虑高度的影响 在地面上自赤道到两极 重力加速度逐渐变大 通常在计算中取 g 9 8m s2 10m s2 重点突破 知识点一对自由落体运动的理解对自由落体运动的理解 自由落体运动实际上是一种理想化模型 必须同时满足两个条件 只受重力 初速为零 在同一地点 一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 也就是说 一切物体自由下 落时的快慢都相同 平时看到轻重不同 密度不同的物体下落时快慢不同 是由于它们受到 的阻力不同的缘故 应用应用 1 1 华南师大附中 华南师大附中 0808 届高三综合测试 届高三综合测试 为了测定某建筑物的高度 从其顶上自由落 下一光滑的小石子 除了知道当地的重力加速度以外 还需要知道下述哪个量 A 第一秒的末速度 B 第一秒内的位移 C 最后一秒的位移 D 最后一秒的初速度 导示导示 选 CD 2 若知道第一秒的末速度或第一秒内的位移无法求出建筑物的高度 故 A B 错误 若知道最后 1 秒的位移 可以根据平均速度公式求出最后 1 秒中点时刻的瞬时速度 v 则物体落地时间 t v g 0 5 则建筑物高 h gt2 2 C 正确 若知道最后一秒的初速度 v0 则物体落地时速度 vt v0 g 1 则建筑物高 h vt2 2g D 正确 本题的关键是灵活应用自由落体运动的规律 要注意 自由落体运动是一种 特殊的匀变速直线运动 前面介绍的匀变速直线运动的所有规律都适用 知识点二对竖直上抛运动的分析和处理对竖直上抛运动的分析和处理 对于竖直上抛运动 有分段分析法和整体法两种处理方法 分段法以物体上升到最高点 为运动的分界点 根据可逆性可得 t上 t下 0 g 上升最大高度 H 02 2g 同一高度速度 大小相等 方向相反 整体法是以抛出点为计时起点 速度 位移用下列公式求解 t 0 gt h 0t gt2 2 应用应用 2 2 常州高中 常州高中 0808 届高考物理模拟卷 届高考物理模拟卷 以速度 V 上升的电梯内竖直向上抛出一球 电 梯内观察者看见小球经时间 t 后到达最高点 则 A 电梯中的人看见球抛出时的初速度 V0 gt B 地面的人所见球抛出时的速度为 V0 gt C 地面上的人看见球上升的最大高度 h 1 2gt2 D 地面上的人看见球上升的时间也为 t 导示导示 选 A 本题关键是注意参照物的选取 以电梯为参照物时 物体的初速度应为 V0 gt 而从地面看 物体的初速则为 V0 v gt 故地面上的人看见球上升的时间应该为 t V0 g 地面上的人看见球上升的最大高度 h V0 2 2g 方法探究 类型一类型一自由落体运动规律的应用自由落体运动规律的应用 例例 1 1 在 2008 奥运场馆建设中 建筑工人安装搭手架进行高空作业 有一名建筑工人由于 不慎将抓在手中的一根长 5m 的铁杆在竖直状态下脱落了 使其做自由落体运动 铁杆在下 落过程中经过某一层面的时间为 0 2s 试求铁杆下落时其下端到该楼层的高度 g 10m s2 不 计层面的厚度 导示导示 根据题意 如图可知运动过程 题目明确告诉的已知物理量是 a g SAB 5m tAB 0 2S 因此 我们对 AB 运动过程可以据匀变速直线运动的公式 S V0t 1 2at2 列出包括已知 未知物理量的方程 S VAt 1 2gt2 即解得 VA 24m s 再对 0A 过程分析可知题目已知的物理量是 V0 0m s VA 24m s a g 由公式 VA2 V02 2ah 解得 h 28 8m 追问 追问 这道题还有哪些方法可以解决吗 请同学们试一试 类型二类型二实验探究类问题分析实验探究类问题分析 例例 2 2 人对周围发生的事情 都需要一段时间来作出反应 从发现情况到采取行动所经历 0 5m B A 3 的时间称为反应时间 下面是某种测定反应时间的方法 甲同学用两手指捏住木尺顶端 乙 同学一只手在木尺下部做握住木尺的准备如图 a 但手的任何部位都不要碰到木尺 当看 到甲同学放开手时 乙同学立即握住木尺 现记录如图 b 请回答下列问题 1 这个实验可以测出 同学的反应时间 2 计算该同学的反应时间 3 设计一把能直接读出反应时间的尺子 尺子上至少标有 3 个能读的数据 并写出该工 具的使用说明 导示导示 1 根据示意图和题意可知 乙看到甲同学放开手时 立即握住木尺 因此可以测量出乙从看到甲同学放开手到采取握手动作的时间 即乙的反应 时间 2 根据自由落体运动规律s gt2 2 可得 t 0 2s 3 如右图 类型三类型三竖直上抛物体运动规竖直上抛物体运动规律的应用律的应用 例例3 3 常州中学 常州中学0808届高三届高三第二阶段调研 第二阶段调研 在跳马运动中 运动员完成空中 翻转的动作 能否稳住是一个得分的关键 为此 运动员在脚接触地面后都 有一个下蹲的过程 为的是减小地面对人的冲击力 某运动员质量为m 从 最高处下落过程中在空中翻转的时间为t 接触地面时所能承受的最大作用 力为F 视为恒力 双脚触地时重心离脚的高度为h 能下蹲的最大距离为 s 若运动员跳起后 在空中完成动作的同时 又使脚不受伤 则起跳后的高 度H的范围为多大 在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计 计算时 可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点 导示导示 设人起跳后重心离地高度为 H1 为完成空中动作 须有 2 1 2 1 gthH 即 2 1 2 1 gthH 设人起跳后从 H2高度下落 下落过程 2 2 2 0 hHgv 下蹲过程根据牛顿第二定律 得mamgF 根据运动学公式 s v a 2 2 0 解得 mg Fs shH 2 则H的范围为 mg Fs shHgth 2 2 1 本题的关键是抓住运动员跳起后 在空中完成动作 同时又使脚不受伤 这 0 0 1 0 2 0 3 CM S 0 25 50 75 100 0 4 4 t y O 0 v m s 1 t s 0 40 8 5 3 两种条件 以这两个条件作为切入口 根据运动学公式和牛顿定律建立关系式 成功体验 1 镇江中学 镇江中学 0808 届高三第一学期期中考试卷 届高三第一学期期中考试卷 四个小球在离地面不同高度同时从静止释放 不计空气阻力 从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔 小球依次碰到地面 下列各图中 能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是 2 如图所示 描述的是一个小球从桌面上方一点自由下落 与桌面 经多次碰撞最后落在桌面上的运动过程 图线所示反映的是下列哪 个物理量随时间的变化过程 A 位移 B 路程 C 速度 D 加速度 3 07 07 年佛年佛山市教学质量检测山市教学质量检测 小球从空中自由下落 与水平 地面相碰后弹到空中某一高度 其速度随时间变化的关系如 图所示 则 A 小球下落时的加速度为 5m s2 B 小球第一次反弹初速度的大小为 3m s C 小球是从5m 高处自由下落的 D 小球能弹起的最大高度为 0 45m 4 雨滴自屋檐静止滴下 每隔 0 2 秒滴下一滴 第一滴落下时第六滴恰欲滴下 此时第一滴 第二滴 第三滴 第四滴之间的距离依次为 1 62m 1 26m 0 90m 设落下的雨滴的运动情况 完全相同 则此时第二滴雨滴下落的速度为 g 10m s2 A 8 00m s B 7 84m s C 7 20m s D 7 00m s 5 气球以v 4m s 的速度竖直匀速上升 其下方悬挂一重物 在气球上升到离地某一高度时 悬绳突然断开 则此时重物的速度是 m s 若重物经 7 秒钟落地 则悬绳断开时重物 离地高为 m 6 无锡市 无锡市 0808 届高