自由落体运动和竖直上抛运动 专项训练-2025年高考物理一轮复习（新高考）

考点03自由落体运动和竖直上抛运动

考情探究,

i.高考真题考点分布

题型考点考查考题统计

选择题自由落体运动基本规律应用2024广西卷

计算题竖直上抛运动的相遇问题2023天津卷

实验题应用自由落体运动测量重力加速度2023北京卷

2.命题规律及备考策略

【命题规律】近几年高考对自由落体运动和竖直上抛运动的考查频率不是特别的高，通常难度不大，多以

考查基本规律的应用和对重力加速度的测量。

【备考策略】

1.利用自用落体运动的基本规律处理物理问题。

2.掌握并会利用竖直上抛运动的规律处理物理问题。

【命题预测】重点关注通过自由落体运动测量重力加速度的实验，以及竖直上抛运动的基本规律应用。

脆.考点梳理|・

(1)物体只受重力作用；

运动条件

(2)由静止开始下落

运动性质初速度为零的匀加速直线运动

自由落体运动(1)速度公式：v=gt；

位移公式：〃=；；

运动规律(2)g/2

(3)速度一位移公式：v2=2gh

(1)速度公式:V=Vo—gt;

2

(2)位移公式：h=vQt--gt；

速度一位移关系式：v2—v2=-2gh；

r(3)Q

h

1%Vo2

(4)上升的最大高度：//=—；

2g

竖直上

抛运动(5)上升到最高点所用时间：/=空

g

考点精讲I

考点一自由落体运动

考向1自由落体运动的基本规律应用

自由落体运动的处理方法：自由落体运动是。o=O、a=g的匀变速直线运动，所以匀变速直线运动的所

有公式、推论和方法全部适用。

典例引领

■--_______

1.某兴趣小组用频闪投影的方法研究自由落体运动，实验中把一高中物理课本竖直放置，将一小钢球从

与书上边沿等高处静止释放，整个下落过程的频闪照片如图所示，忽略空气阻力，结合实际，该频闪摄影

的闪光频率约为（）

A.5HzB.10HzC.20HzD.50Hz

【答案】C

【详解】由题图可知，设闪光周期为T,钢球从物理书上边沿到下边沿经过6次闪光，可知钢球下落时间

11

为/=57物理课本长度约为/=0.3m钢球做自由落体运动l=-gt2=-g（57）29解得T“0.05s该频闪摄影的闪

光频率/约为/=（合20Hz故选C。

即时检测

2.如图所示，在水平线。。'某竖直平面内，距地面高度为力，一条长为£（£<〃）的轻绳两端分别系小球A

和B,小球A在水平线。。上，竖直向上的外力作用在A上，A和B都处于静止状态。现从00'上另一点

静止释放小球1,当小球1下落至与小球B等高位置时，从。。'上静止释放小球A和小球2,小球2在小

球1的正上方。则下列说法正确的是（）

A.小球1将与小球B同时落地

B.在小球B下落过程中，轻绳对B的拉力竖直向上

C.〃越大，小球A与小球B的落地时间差越大

D.在小球1落地前，小球1与2之间的距离随时间的增大而增大

【答案】D

【详解】A.设小球1下落到与B等高的位置时的速度为V,设小球1还需要经过时间h落地，则

介-/=%+；&：设B运动的时间为0贝=比较可知不4故A错误；

B.小球A与B都做自由落体运动，所以二者之间的轻绳没有作用力，故B错误。

C.设A运动时间为小则〃可得U3-小笺”可知I是一个定值时，〃越大，则小球A

与小球B的落地时间差越小，故C错误；

D.1与2两球的距离Ax=W+；gr-gg〃=可可见在小球!落地前，小球1与2之间的距离随时间的增大

而增大，故D正确。故选D。

典例引领

3.某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼，假设其在空中的俯冲看作自由落体运动，进入水中后可

以看作匀减速直线运动，其V—图像如图所示，自由落体运动的时间为％,整个过程的运动时间为g*最

大速度为%=6m/s,重力加速度g取10面『，下列说法正确的是（)

A.A=lsB.整个过程中，鸟下落的高度为3m

C.乙至时间内，鸟的加速度大小为20m/s2D.4至十|时间内，鸟所受的阻力是重力的1.5倍

【答案】B

v6

【详解】A.根据%=g。可知4=q=RS=0.6s故A错误；

g10

B.根据V—图像与横轴围成的面积表示位移，可知整个过程中，鸟下落的高度为

h=-v--Z.6x9*0.6m=3m故B正确；

2323

CD.4至。%时间内，鸟的加速度大小为“二十二二；111"。〜"!!!6?根据牛顿第二定律可得

3—I,-xu.o

313

/-砥=.可得▲f=*ms——+ma=彳5故CD错误。故选B。

mgmg2

即时检测

4.2023年8月10日消息，江西九江黄家湾社区开展"拒绝高空抛物，守护生命安全”宣传活动。高空抛物

现象曾被称为"悬在城市上空的痛"，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪。假设一只质量为

100g的梨从离地面176.4m高的高楼窗户自由下落到地面，其位移G）一时间（力图像如图所示，假设

梨子可视为质点，不计空气阻力，则（）

A.当地重力加速度大小为9.7m/s2

B.片3s时该图像切线的斜率为速度，大小为58.8m/s

C.梨落地用时5s

D.梨落地时的速度大小为58.8m/s

【答案】D

【详解】A.由x-f图像可知物体自由下落高度比=(176.4-132.3)m=44.1m时用时3s；由力=得

7/?7x441

g=等==9.8m/s2故A错误；

B.t=3s时该图像切线得斜率表示速度，速度大小为v=gf=29.4m/s故B错误；

[Th

C.物体自由下落高度〃=176.4m,故落地时间t=Jz7=6s故C错误；

D.落地速度v=gf=58.8m/s故D正确。故选D。

!考点精讲I

考点二竖直上抛运动

考向1竖直上抛运动的基本规律的应用

1.研究竖直上抛运动的两种方法：

(1)分段法：将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。

(2)全程法：将全过程视为初速度为均，加速度a=-g的匀变速直线运动。

①速度时间关系：n=%—g/；

2

②位移时间关系：h=v0t-^gt；

③速度位移关系：v2—v；=—2g/z。

④符号法则：

1)v>0时，物体上升；v<0时，物体下降；

2)〃>0时，物体在抛出点上方；时，物体在抛出点下方。

(3)两个重要结论：

2

①最大高度：%=工②到达最高点的时间：/=%

2gg

2.竖直上抛运动的图像

3.竖直上抛运动的对称性

物体上升到最高点所用时间与物体从最高点落回到原抛出点所用时间相等

时间对称

物体在上升过程中经过某两点之间所用的时间与下降过程中经过该两点之间所用的

时间相等

物体上抛时的初速度与物体又落回原抛出点时的速度大小相等、方向相反

速度对称

物体在上升阶段和下降阶段经过同一个位置时的速度大小相等、方向相反

竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位置时的动能、重力势能及机械能分

能量对称

别相等

典例引领

5.在某次救援中，消防队员抱着被救者在直升机的竖直悬绳牵引下以10m/s的速度匀速上升。当上升到

离地面15m高处时，被救者的手机突然从口袋中掉出（手机掉出瞬间与被救援者相对静止）。不计空气阻

力，g=10m/s2,则下列说法中正确的是（）

A.手机掉出后做自由落体运动

B.手机从掉出到落地的时间为忌

C.手机从掉出到落地的时间为2s

D.手机从掉出到上升至最高点所用时间为1s

【答案】D

【详解】A.水机掉落时和被救者具有相同的速度，即具有竖直向上、大小为10m/s的速度，因此可知，

手机掉出后做竖直上抛运动，故A错误；

BC.取竖直向下为正方向，根据匀变速直线位移与时间的关系x=+；小2式中x=15m,v0=-10m/s,

”=g代入数据可得4=3s,L=TS（舍去）故BC错误；

D.设手机从掉出到上升至最高点所用时间为力，由逆向思维可得%=g，°解得/。=心故D正确。故选D。

即时检测

6.重力加速度g的精确值在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中具有重要的意义。"对称

自由下落法"可将g值的测量转变为长度和时间的测量。如图所示，将真空长管沿竖直方向放置，自其中。

点竖直向上抛出小球，测得小球从离开。点到落回。点所用时间为:，小球在运动过程中经过。点上方高

为b处的尸点，小球先后两次经过P点所用时间为L，则g等于（）

真

空

管

8H

4H

2

B.-

2

-2

A.

彳-片

彳Y

8H

4H

-

----

D.7-

--

----

C.-

（。一右）

）

（4-2

】B

【答案

2

高度为

的最大

点上升

从P

小球

g（j）

"=1

式可得

据公

，根

程中

度过

大高

到最

点上升

从。

小球

解】

【详

B。

r故选

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解得g

联立

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题意

）?依据

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G一“2

22

：

方法

处理

问题

相遇

运动

落体

自由

动与

抛运

竖直上

2

2

t=—

得：

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+（v

-gt

间：

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时运动

（1）同

法：

公式

0

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