南方新课堂2019物理一轮课件：1.3自由落体运动和竖直上抛运动

1、第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动,考点 1,自由落体运动规律,1自由落体运动 (1)定义：物体仅在_作用下从_开始下,落的运动,静止,零,匀加速,(2)实质：初速度为_的_直线运动,重力,2自由落体运动的加速度(重力加速度) (1)特点：在同一地点，一切物体做自由落体运动中的加速 度都_，这个加速度叫重力加速度，用 g 表示 (2)大小：在地球表面上不同的地方，重力加速度的大小是 不同的，它随纬度的升高而_，随海拔的升高而_. 无特殊说明，g 一般取_m/s2；粗略计算时， g 可取 _m/s2. (3)方向：_.,相同,增大,减小,10,竖直向下,9.8,3自由落体运动规律 (1)vt_，

2、h_， _. (2)所有匀变速直线运动的推论，包括初速度为零的比例式 结论，都适用于自由落体运动 当物体所受重力远大于空气阻力时，空气阻 力就可以忽略不计，物体近似看成仅受重力作用，这时的自由 下落的运动就当成是自由落体运动,gt,2gh,【自主检测】 1“嫦娥奔月”蕴含着炎黄儿女千年的飞天梦想，随着我 国“嫦娥计划”的逐步开展，奔月梦想即将成为现实某校物 理兴趣小组收集了月球表面的许多资料，如 没有空气；重 完成如下实验：在空中从同一高度同时自由释放氢气球和铅球，,忽略地球和其他星球的影响，你认为以下说法正确的是(,),力加速度约为地球表面的 ；没有磁场设想登上月球后，,A氢气球和铅球都处于

3、漂浮状态,B氢气球和铅球都将下落，且同时落地 C氢气球将加速上升，铅球加速下落,D氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面,解析：氢气球、铅球均自由下落，重力加速度都相同，高,度相同，所以下落时间也相同,答案：B,2(2013 年北京四中摸底)人从发现情况到采取相应行动经 过的时间叫反应时间我们可以采用如图 1-3-1 所示的实验测 出自己的反应时间请一位同学用两个手指捏住木尺顶端，你 用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，但手的任何部位在开 始时都不要碰到木尺当看到那位同学放开手时，你立即握住 木尺，根据木尺下降的高度，可以算出你的反应时间若某次 测量中木尺下降了约 11 cm，由此可知此次你的

4、反应时间约为,(,),图 1-3-1,A0.2 s,B0.15 s,C0.1 s,D0.05 s,答案：B,考点 2,竖直上抛运动规律,1竖直上抛运动,竖直向上,重力,(1)定义：将物体以一定的初速度_抛出去，物 体只在_作用下的运动叫竖直上抛运动 (2)基本特征：只受重力作用且初速度_，以初,速度的方向为正方向，则 a_.,竖直向上,g,(3)运动分析：上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做匀 加速直线运动，全过程可看作匀减速直线运动 (4)基本公式：v_，h_，v2,v0gt,2gh,2竖直上抛运动的实质是加速度恒为g 的匀变速运动，,处理时可采用两种方法：,(1)分段法：将全程分为两个阶段

5、，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 v0，加速度 ag 的,匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性,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,【自主检测】 3将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，物体在回,到抛出点的运动过程中所受空气阻力忽略不计，则物体(,),A落地速度小于抛出速度 B在最高点的加速度为零 C上升时间大于下落时间 D上升时的加速度等于下落时的加速度 解析：根据竖直上抛运动上升和下降过程的对称性可知 A、 C 选项错误；由于竖直上抛运

6、动只受重力的作用，无论在上升 过程、下降过程还是在最高点，物体的加速度都为 g，故 B 错 误、D 正确 答案：D,热点 1,自由落体运动规律的应用,【例 1】(2011 年重庆卷)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 2 s 听到石头落地声，由此可知,井深约为(不计声音传播时间，取 g10 m/s2)(,),A10 m,B20 m,C30 m,D40 m,答案：B,【触类旁通】,1在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”参加游 戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖 直轨道提升到离地面 40 m 高处，然后由静止释放为研究方便， 可以认为座椅沿轨道做自

7、由落体运动.1.2 s 后，开始受到恒定阻 力而立即做匀减速运动，且下落到离地面 4 m 高处时速度刚好 减小到零然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客 送回地面(取 g10 m/s2)求：,(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？ (2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？,解：(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为 v，下落时间 t11.2 s,由 vgt1 得 v12 m/s.,(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为 h，总时间为,t，座椅匀减速运动的时间为 t2.,所以 h(404) m36 m,拓展提升：自由落体运动是初速度为零、加速度为 g 的匀 加速直线运动，因此一切匀加速

8、直线运动的公式均适用于自由 落体运动，特别是初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式， 更是经常在自由落体运动中用到,热点 2,“对称法”在竖直上抛运动中的应用,方法简介：对称法就是利用给定物理问题在结构上的对称 性或物理过程在空间 、时间上的对称性来分析、处理物理问题 的一种科学的思维方法 在竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段，速度、时间都具 有对称性，分析问题时，注意利用对称性如上升、下落经过 同一位置时的速度大小相等、方向相反；从该位置到最高点的 上升时间与从最高点落回该位置的时间相等,面 h 处由静止释放，两球恰在 处相遇(不计空气阻力)则(,【例 2】(2011 年山东卷)如图 1-3-

9、2 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,),A两球同时落地 B相遇时两球速度大小相等 C从开始运动到相遇，球 a 动能的减少量等于 球 b 动能的增加量 D相遇后的任意时刻，重力对球 a 做功功率和,对球 b 做功功率相等,图 1-3-2,思路导引：利用竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有 运动的对称性，抓住两球的质量、加速度和相遇时运动时间都 相同等条件，应用竖直上抛运动规律、自由落体运动规律、动 能定理和功率等知识解题,gt，即相遇时，小球 a 的速度为 vav0gt0，小球 b 的速 度为 gt，B 选项错误从相遇开始，小球 a 向

10、下做初速度为零,解析：两球经过相同的时间，在 处相遇，则对小球b列方,的匀加速直线运动，小球 b 以一定的速度向下做匀加速直线运 动，且两者加速度相同，均为 g，故小球 b 先落地，A 选项错 误从开始运动到相遇，小球 a 的速度由 gt 变为 0，小球 b 的 速度由 0 变为 gt，两球质量相同，所以小球 a 动能的减少量等 于小球 b 动能的增加量，C 选项正确相遇后的任意时刻，小 球 b 的速度一直大于小球 a 的速度，两球质量相同，由 PFv 可得，D 选项错误,答案：C,拓展提升：高中物理阶段我们碰到的对称问题很多，如斜 抛运动过程的对称、电路的对称、图象的对称、粒子在电场或 磁场

11、中运动的对称以及弹簧振子振动过程的对称等等,【触类旁通】,2(双选)关于竖直上抛运动，以下说法正确的是(,),A上升过程的加速度大于下降过程的加速度 B当物体到达最高点时处于平衡状态 C从抛出点上升到最高点的时间和从最高点回到抛出点 的时间相等 D抛出时的初速度大小等于物体回到抛出点时的速度大 小 答案：CD,热点 3,从物体上脱离的惯性问题,【例 3】气球以 10 m/s 的速度匀速竖直上升，从气球上掉 下一个物体，经 17 s 到达地面求物体刚脱离气球时气球的高 度(取 g10 m/s2),易错提醒：由于对惯性定律理解不深刻，导致对题中的隐 含条件即物体离开气球时具有向上的初速度视而不见，

12、误认为 v00.实际物体随气球匀速上升时，物体具有向上的速度；当物 体离开气球时，由于惯性物体继续向上运动一段距离，在重力 作用下做匀变速直线运动在解决运动学问题的过程中，画运 动草图很重要解题前应根据题意画出运动草图，草图上一定 要有规定的正方向，否则用矢量方程解决问题时就会出现错误,正确解析：本题既可以将整个过程作为整体处理也可以分,段处理,解法一：将物体的运动过程视为匀变速直线运动根据题 意画出运动草图(如图 1-3-3 所示)规定方向向下为正，则,v010 m/s，g10 m/s2,即物体刚掉下时气球离地 1275 m.,解法二：如图1-3-3 所示，将物体的运动过程分为 ABC 和 CD 两段来处理ABC 为竖直上抛运动，CD 为竖 直下抛运动,图 1-3-3,2v0,在 ABC 段，根据竖直上抛规律可知此阶段运动时间为,tAC,g 10,s2 s,由题意知 tCD(172) s15 s,210,【触类旁通】,3气球下挂一重物，以 v010 m/s 匀速上升，当到达离地 高 h175 m 处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少 时间落到地面？落地时的速度多大？(空气阻力不计，取 g 10 m/s2),解：这里的研究对象是重物，原来它随气球