2026版高三物理一轮复习第一章 第3讲　自由落体和竖直上抛运动　多过程问题讲义课件+课时练

简洁实用高效第一章运动的描述匀变速直线运动第3讲自由落体和竖直上抛运动多过程问题物理内容索引必备知识梳理关键能力提升第一部分第二部分考点一自由落体运动考点二竖直上抛运动0102考点三匀变速直线运动的多过程问题03课时作业第三部分必备知识梳理第分部一自主学习·基础回扣1．运动性质：自由落体运动和竖直上抛运动都是__________运动。2．自由落体运动(1)条件：物体只受____，从静止开始下落。(2)基本规律①速度与时间的关系式：v＝____。②位移与时间的关系式：h＝______。③速度与位移的关系式：v2＝______。匀变速直线重力gt2gh(3)伽利略对自由落体运动的研究①伽利略通过________的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论。②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理→猜想与假设→实验验证→合理外推。这种方法的核心是把实验和________(包括数学演算)和谐地结合起来。逻辑推理逻辑推理

教材链接·想一想

人教版教材必修第一册P50“科学漫步”——伽利略对自由落体运动的研究，其意义和贡献是什么？提示：伽利略对自由落体运动的研究，创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。3．竖直上抛运动(1)运动特点：初速度方向竖直向上，加速度为g，上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做________运动。(2)运动性质：______直线运动。(3)基本规律①速度与时间的关系式：_______________。②位移与时间的关系式：____________________。自由落体匀变速v＝v0－gt1．重的物体总是比轻的物体下落得快。(

)2．同一地点，轻重不同的物体的g值一样大。(

)3．自由落体运动的加速度方向垂直地面向下。(

)4．做自由落体运动的物体在1s内速度增加约9.8m/s。(

)5．当物体做竖直上抛运动速度为负值时，位移也一定为负值。(

)6．做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度变化量方向是竖直向下的。(

)概念辨析×√×√×√关键能力提升第分部二互动探究·考点精讲考点一自由落体运动1．运动特点初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动。2．解题方法(1)初速度为0的匀变速直线运动规律都适用。①从开始下落，连续相等时间内下落的高度之比为1∶3∶5∶7∶…。②由Δv＝gΔt知，相等时间内，速度变化量相同。③连续相等时间T内下落的高度之差Δh＝gT2。(2)物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动，从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，等效于竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题。【典例1】某校物理兴趣小组，为了了解高空坠物的危害，将一个鸡蛋从离地面20m高的高楼面由静止释放，下落途中用Δt＝0.2s的时间通过一个窗口，窗口的高度为2m，忽略空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s2，求：(1)鸡蛋落地时的速度大小和落地前最后1s内的位移大小；【答案】20m/s

15m

(2)高楼面离窗的上边框的高度。【答案】4.05m1．(多选)从高度为125m的塔顶先后自由释放a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1s，g取10m/s2，不计空气阻力，下列判断正确的是(

)A．b球下落高度为20m时，a球的速度大小为20m/sB．a球接触地面瞬间，b球离地高度为45mC．在a球接触地面之前，两球速度差恒定D．在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定对点演练BCm－80m＝45m，故B正确；在a球接触地面之前，以b球为参考系，a球始终以g×1s＝10m/s的速度向下运动，则两球的速度差恒定，两球离地的高度差变大，故C正确，D错误。考点二竖直上抛运动1．竖直上抛运动的重要特性(1)对称性(如图)(2)多解性：当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成多解，在解决问题时要注意这个特性。2．竖直上抛运动的研究方法【典例2】气球以10m/s的速度沿竖直方向匀速上升，当它上升到离地175m的高处时，一重物从气球上掉落，则重物需要经过多长时间才能落到地面？到达地面时的速度是多大？(g取10m/s2，不计空气阻力)【答案】7s

60m/s解决竖直上抛运动的两点注意(1)要注意速度、加速度、位移等的方向，一般看成初速度方向为正方向的匀减速直线运动。(2)竖直上抛运动为双向可逆运动，要注意其多解性，其在空中运动情况分析常有以下两种判断方法。①根据位移h判断：h>0，物体在抛出点上方；h＝0，恰好在抛出点；h<0，在抛出点下方。易错警示2．在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要重力加速度g的精确值，这可由实验精确测得。近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g值转变为测量长度和时间，具体做法是：如图所示，将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点竖直上抛小球，测得小球从离开O点到落回O点所用的时间为T1，小球在运动过程中经过比O点高H的P点，小球从离开P点到落回P点所用的时间为T2，则g等于(

)对点演练B3．(多选)(2024·黑龙江哈师大附中期末)在某一高度以v0＝20m/s的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力)，当小球速度大小为10m/s时，下列判断正确的是(g取10m/s2)(

)A．小球在这段时间内的位移大小一定是15m，方向竖直向上B．小球在这段时间内的平均速度可能是5m/sC．小球在这段时间内的速度变化大小可能是10m/s，方向竖直向上D．小球上升的最大高度一定为15mAB考点三匀变速直线运动的多过程问题1．问题特点一个物体的运动过程包含多个阶段，各阶段的运动性质不同，满足不同的运动规律，连接处的速度是连接各阶段运动的桥梁。2．解决思路(1)“合”——初步了解全过程，构建大致运动图景。(2)“分”——将全过程进行分解，分析每个过程的规律。(3)“合”——找到子过程的联系，寻找解题方法。3．分析要点(1)题目中有多少个物理过程？(2)每个过程物体做什么运动？(3)每种运动满足什么物理规律？(4)运动过程中的关键位置(时刻)是哪些？【典例3】

(2025·湖北宜昌高三月考)无人机在生产生活中有广泛应用。我国林业部门将无人机运用于森林防火工作中，如图所示，某架无人机执行火情察看任务，悬停在目标正上方且距目标高度为H1＝205m处，t＝0时刻，它以加速度a1＝6m/s2竖直向下匀加速运动距离h1＝75m后，立即向下做匀减速直线运动直至速度为零，重新悬停在距目标高度为H2＝70m的空中，然后进行拍照。重力加速度大小g取10m/s2，求：(1)无人机从t＝0时刻到重新悬停在距目标高度为H2＝70m处的总时间t；【答案】9s

(2)若无人机在距目标高度为H2＝70m处悬停时动力系统发生故障，自由下落2s后恢复动力，要使其不落地，恢复动力后的最小加速度大小a2。【答案】4m/s2多过程问题的处理方法(1)根据题意画出物体在各阶段运动的示意图，直观呈现物体运动的全过程。(2)不同过程之间衔接的关键物理量是不同过程之间的衔接速度。方法归纳4．(2025·浙江温州高三阶段检测)如图，某跳伞运动员做低空跳伞表演。从该运动员离开悬停的飞机开始计时，运动员先做自由落体运动，当速度达到50m/s时打开降落伞做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s2，到达地面时速度为5m/s。下列说法正确的是(

)A．运动员离开飞机10s后打开降落伞B．运动员在空中下落过程用时9sC．运动员距离地面245m时打开降落伞D．悬停的飞机距离地面372.5m对点演练D5．(2025·山东济南高三阶段检测)ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路，流程如图所示。假设收费岛总长度d＝30m，两辆汽车同时以相同的速度v1＝54km/h经过距收费岛口x＝30m处的减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车减速至v2＝18km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t0＝15s的时间缴费成功，人工栏杆打开放行。随后两辆汽车匀加速到v3＝90km/h速度后沿直线匀速行驶，设两车加速过程和减速过程中的加速度大小相等，求：解析：由题意可知v1＝54km/h＝15m/s，v2＝18km/h＝5m/s，v3＝90km/h＝25m/s。(1)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆的时间差；答案：16s

(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离。答案：445m课时作业3第分部三1．(5分)一物体在空中做自由落体运动，下列图像中能正确描述它的速率v与位移x变化关系的是(

)解析：根据自由落体运动的速度—位移公式v2＝2gx，解得v＝，D正确。D2．(5分)对于自由落体运动(g取10m/s2)，下列说法正确的是(

)A．前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比是1∶3∶5B．相邻两个1s内的位移之差都是10mC．第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小之比是1∶2∶3D．1s末、2s末、3s末的速度大小之比是1∶3∶5B3．(5分)(2024·广西卷)让质量为1kg的石块P1从足够高处自由下落，P1在下落的第1s末速度大小为v1，再将P1和质量为2kg的石块绑为一个整体P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第1s末速度大小为v2，g取10m/s2，则(

)A.v1＝5m/s B．v1＝10m/sC．v2＝15m/s D．v2＝30m/s解析：石块自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1s后速度为v1＝v2＝gt＝10m/s2×1s＝10m/s，故选B。B4．(5分)(2025·河北承德高三期末)体育课上同学们在练习排球，某同学将排球竖直向上垫起后，经1.2s排球又回到原出发点，则排球被垫起后上升的最大高度约为(g取10m/s2，不计空气阻力)(

)A．1.0m

B．1.2mC．1.5m

D．1.8mD5．(5分)(2025·山东聊城高三检测)物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。如图所示，一同学将两个相同的铁球1、2用长L＝3.8m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释放，桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差Δt＝0.2s，g取10m/s2，则桥面该处到水面的高度为(

)A．22m

B．20mC．18m

D．16mB6．(5分)(多选)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动，在运动了8s之后，由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经4s停在巨石前。关于汽车的运动情况，下列说法正确的是(

)A．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2＝2∶1B．加速、减速中的平均速度大小之比为v1∶v2＝1∶1C．加速、减速中的位移之比为x1∶x2＝2∶1D．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2＝1∶3BC7．(5分)(2024·北京通州区一模)2023年7月，我国研制的电磁弹射微重力实验装置启动试运行。如图所示，电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。据报道该装置目前达到了上抛阶段2s和下落阶段2s的4s微重力时间。若某次电磁弹射阶段可以视为加速度大小为5g的匀加速运动，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是(

)A．电磁弹射阶段用时约为2sB．电磁弹射阶段，实验舱上升的距离约为20mC．实验舱竖直上抛阶段的运行长度约为100mD．实验舱开始竖直上抛的速度约为20m/sD8．(5分)(2024·河南开封高三阶段检测)一物体从空中某位置以竖直向上的速度v抛出，经过时间t物体的速度大小为初速度大小的2倍，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是(

)B9．(5分)(多选)在某高塔顶层的墙外侧，以20m/s的速度竖直上抛一个小石子(小石子可看成质点)，忽略空气阻力，当小石子运动到离抛出点15m时，运动时间可能是(g取10m/s2)(

)A．1s B．3sABD10．(5分)(多选)自高为H的塔顶自由落下A物体的同时，B物体自塔底以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动，重力加速度为g，下列说法