《【步步高】2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章第3課時(shí) 自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【步步高】2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章第3課時(shí) 自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)（14頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3課時(shí)　自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.掌握自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用.2.掌握豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用． 一、自由落體運(yùn)動(dòng) [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 一個(gè)石子從樓頂自由落下，那么： (1)它的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是________________． (2)從石子下落開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t，它的速度為________． (3)這段時(shí)間t內(nèi)石子的位移是h＝______，同時(shí)有v2＝______. [知識(shí)梳理] 1．概念：物體只在________作用下，從________開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)． 2．基本特征：只受重力，且初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)． 3．基本規(guī)律

2、由于自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)． (1)速度公式：v＝gt (2)位移公式：h＝gt2 (3)位移與速度的關(guān)系：v2＝2gh 4．推論 (1)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，也等于末速度的一半，即＝＝gt (2)在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)下落的位移差Δh＝gT2(T為時(shí)間間隔) 二、豎直上拋運(yùn)動(dòng) [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 豎直向上拋出一小石子，初速度為v0，那么： (1)它的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是________________． (2)從開始上拋計(jì)時(shí)，t時(shí)刻小石子的速度為v＝________. (3)從開始上拋計(jì)時(shí)，t時(shí)刻小石子

3、離地面的高度為h＝______. (4)從開始上拋計(jì)時(shí)，小石子到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間為t1＝______，最高點(diǎn)離拋出點(diǎn)的高度：hm＝________. (5)從開始上拋計(jì)時(shí)，小石子落回拋出點(diǎn)的時(shí)間為t2＝______，落回拋出點(diǎn)的速度為v＝________. [知識(shí)梳理] 1．概念：將物體以一定的初速度____________拋出去，物體只在________作用下的運(yùn)動(dòng)叫豎直上拋運(yùn)動(dòng)． 2．基本特征：只受重力作用且初速度____________，以初速度的方向?yàn)檎较?，則a＝__ ______. 3．運(yùn)動(dòng)分析：上升階段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下降階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，全過程可看作勻減速直線運(yùn)

4、動(dòng)． 4．基本公式：v＝________，h＝________________，v2－v＝________. 思考：豎直上拋運(yùn)動(dòng)中若計(jì)算得出的速度和位移的值為負(fù)值，則它們表示的意義是什么？ 考點(diǎn)一　自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此一切勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式均適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，特別是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系式，更是經(jīng)常在自由落體運(yùn)動(dòng)中用到． 典例剖析 例1　在學(xué)習(xí)了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究后，甲同學(xué)給乙同學(xué)出了這樣一道題：一個(gè)物體從塔頂落下(不考慮空氣阻力)，物體到達(dá)地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個(gè)位移的，求

5、塔高H(取g＝10 m/s2)． 乙同學(xué)的解法：根據(jù)h＝gt2得物體在最后1 s內(nèi)的位移h1＝gt2＝5 m，再根據(jù)＝得H＝13.9 m，乙同學(xué)的解法是否正確？如果正確說明理由，如果不正確請(qǐng)給出正確解析過程和答案． 思維突破　由本題的解答過程，我們可以體會(huì)到選取合適的物理過程作為研究對(duì)象是多么重要，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式都對(duì)應(yīng)于某一運(yùn)動(dòng)過程，復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程中選擇恰當(dāng)?shù)难芯窟^程是關(guān)鍵． 跟蹤訓(xùn)練1　如圖1所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，用頻閃照相 機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5…所示小球運(yùn)動(dòng) 過程中每次曝光的位置．連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T，每塊磚的厚 度為d.根據(jù)圖

6、中的信息，下列判斷錯(cuò)誤的是 (　　) A．位置“1”是小球的初始位置 B．小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 圖1 C．小球下落的加速度為 D．小球在位置“3”的速度為 考點(diǎn)二　豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 1．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的研究方法 (1)分段法：可以把豎直上拋運(yùn)動(dòng)分成上升階段的勻減速直線運(yùn)動(dòng)和下降階段的自由落體運(yùn)動(dòng)處理，下降過程是上升過程的逆過程． (2)整體法：從全過程來看，加速度方向始終與初速度的方向相反，所以也可把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看成是一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)． 2．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性 如圖2所示，物體以初速度v0豎直上拋，A、B為途中的任意 兩點(diǎn)，

7、C為最高點(diǎn)，則 (1)時(shí)間對(duì)稱性：物體上升過程中從A→C所用時(shí)間tAC和下降過 程中從C→A所用時(shí)間tCA相等，同理tAB＝tBA. (2)速度對(duì)稱性：物體上升過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度與下降過程經(jīng)過 A點(diǎn)的速度大小相等． 特別提醒　在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)物體經(jīng)過拋出點(diǎn)上方某一位圖2 圖2 置時(shí)，可能處于上升階段，也可能處于下降階段，因此這類問題可能造成時(shí)間多解或者速度多解． 典例剖析 例2　某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20 m/s的初速度豎直向上拋出一石子．求： (1)物體上升的最大高度是多少？回到拋出點(diǎn)所用的時(shí)間為多少？ (2)石子拋出后通過距拋出點(diǎn)下方20 m處所需的時(shí)間．不

8、考慮空氣阻力，取g＝10 m/s2. 思維突破　對(duì)稱法在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的應(yīng)用 對(duì)稱性是物理美的重要體現(xiàn)，在很多物理現(xiàn)象和物理過程中都存在對(duì)稱問題．而利用對(duì)稱法解題也是一種科學(xué)的思維方法，應(yīng)用該法可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和推導(dǎo)，直接抓住問題的實(shí)質(zhì)、出奇制勝、快速簡潔地解答問題．針對(duì)本題，豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升過程和下降過程具有對(duì)稱性，物體經(jīng)過某點(diǎn)或某段的位移、時(shí)間、速度等都可利用對(duì)稱法快速求出． 跟蹤訓(xùn)練2　一氣球以10 m/s2的加速度由靜止從地面上升，10 s末從它上面掉出一重物，它從氣球上掉出后經(jīng)多少時(shí)間落到地面？(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2) 　　　　　　　　　　2.“臨界分析法”

9、解決拋體 相遇問題 例3　在高為h處，小球A由靜止開始自由落下，與此同時(shí)，在A的正下方地面上以初速度v0豎直向上拋出另一小球B，求A、B在空中相遇的時(shí)間與地點(diǎn)，并討論A、B相遇的條件(不計(jì)空氣阻力作用，重力加速度為g)． 方法提煉 1．臨界問題的特點(diǎn) (1)物理現(xiàn)象的變化面臨突變性． (2)對(duì)于連續(xù)變化問題，物理量的變化出現(xiàn)拐點(diǎn)，呈現(xiàn)出兩性，即能同時(shí)反映出兩種過程和兩種現(xiàn)象的特點(diǎn)． 2．分析方法：解決臨界問題，關(guān)鍵是找出臨界條件．一般有兩種基本方法：(1)以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問題的一般規(guī)律和一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解；(2)直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)

10、的臨界值，求出研究問題的規(guī)律和解． 跟蹤訓(xùn)練3　如圖3所示，A、B兩棒長均為L＝1 m，A的下端和B的 上端相距s＝20 m，若A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng)，A做自由落體運(yùn)動(dòng)，B做豎直 上拋運(yùn)動(dòng)，初速度v0＝40 m/s.求： (1)A、B兩棒何時(shí)相遇； (2)從相遇開始到分離所需的時(shí)間． 圖3 A組　自由落體運(yùn)動(dòng) 1．伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是(　　) A．對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)歸納的方法 B．用科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的方法 C．對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)歸納，并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的方法 D．抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法 2

11、．一個(gè)小石塊從空中a點(diǎn)自由落下，先后經(jīng)過b點(diǎn)和c點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．已知它經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的速度為v，經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度為3v.則ab段與ac段位移之比為 (　　) A．1∶3 B．1∶5 C．1∶8 D．1∶9 3．如圖4所示，一根長為L＝10 m的直桿由A點(diǎn)靜止釋放，求它通過 距A點(diǎn)為h＝30 m，高為Δh＝1.5 m的窗戶BC所用的時(shí)間Δt.(g取10 m/s2) 圖4 B組　豎直上拋運(yùn)動(dòng) 4．蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中運(yùn)動(dòng)．為了測量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力

12、，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力—時(shí)間圖象，假如作出的圖象如圖5所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度是(g取10 m/s2) (　　) 圖5 A．1.8 m B．3.6 m C．5.0 m D．7.2 m 5．在某一高度以v0＝20 m/s的初速度豎直上拋一個(gè)小球(不計(jì)空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為10 m/s時(shí)，以下判斷錯(cuò)誤的是(g取10 m/s2) (　　) A．小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為15 m/s，方向向上 B．小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為5 m/s，方向向

13、下 C．小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為5 m/s，方向向上 D．小球的位移大小一定是15 m 6．研究人員為檢驗(yàn)?zāi)骋划a(chǎn)品的抗撞擊能力，乘坐熱氣球并攜帶該產(chǎn)品豎直升空，當(dāng)熱氣球以10 m/s的速度勻速上升到某一高度時(shí)，研究人員從熱氣球上將產(chǎn)品自由釋放，測得經(jīng)11 s產(chǎn)品撞擊到地面．不計(jì)產(chǎn)品所受的空氣阻力，求產(chǎn)品的釋放位置距地面的高度．(g取10 m/s2) 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 第3課時(shí)　自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng) (限時(shí)：50分鐘) 一、選擇題 1．甲物體的質(zhì)量是乙物體質(zhì)量的5倍，甲從H高處自由下落，同時(shí)乙從2H高處自由下落，下列說法中正確的是(高度H遠(yuǎn)大于10 m)

14、 (　　) A．兩物體下落過程中，同一時(shí)刻甲的速率比乙的大 B．下落1 s末，它們的速度不相等 C．各自下落1 m，它們的速度不相等 D．下落過程中甲的加速度比乙的大 2．某同學(xué)身高1.8 m，在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過了1.8 m高度的橫桿．據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度大約為(g取10 m/s2) (　　) A．2 m/s B．4 m/s C．6 m/s D．8 m/s 3．石塊A自塔頂自由落下高度為m時(shí)，石塊B自離塔頂n處(在塔的下方)自由下落，兩石塊同時(shí)落地，則塔高為 (　　) A．m＋n

15、 B. C. D. 4.取一根長2 m 左右的細(xì)線，5個(gè)鐵墊圈和一個(gè)金屬盤．在線的一 端系上第一個(gè)墊圈，隔12 cm再系一個(gè)，以后墊圈之間的距離分別 為36 cm、60 cm、84 cm，如圖1所示，站在椅子上，向上提起線 的另一端，讓線自由垂下，且第一個(gè)墊圈緊靠放在地面上的金屬盤 內(nèi)．松手后開始計(jì)時(shí)，若不計(jì)空氣阻力，則第2、3、4、5各墊圈(　　) A．落到盤上的聲音時(shí)間間隔越來越大 B．落到盤上的聲音時(shí)間間隔相等圖1 圖1 C．依次落到盤上的速率關(guān)系為1∶∶∶2 D．依次落到盤上的時(shí)間關(guān)系為1∶(－1)∶(－)∶(2－) 5．

16、 “蹦床”是奧運(yùn)體操的一種競技項(xiàng)目，比賽時(shí)，可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用壓力傳感器記錄運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)彈性網(wǎng)的壓力，并由計(jì)算機(jī)作出壓力(F)－時(shí)間(t)圖象，如圖2為某一運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)計(jì)算機(jī)作出的F－t圖象，不計(jì)空氣阻力，則關(guān)于該運(yùn)動(dòng)員，下列說法正確的是 (　　) 圖2 A．裁判打分時(shí)可以把該運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)看成質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) B．1 s末該運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)速度最大 C．1 s末到2 s末，該運(yùn)動(dòng)員在做減速運(yùn)動(dòng) D．3 s末該運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn) 6.小球從空中某處從靜止開始自由下落，與水平地面碰撞后上升 到空中某一高度處，此過程中小球速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如

17、圖3所示，則 (　　) A．在下落和上升兩個(gè)過程中，小球的加速度不同 B．小球開始下落處離地面的高度為0.8 m 圖3 C．整個(gè)過程中小球的位移為1.0 m D．整個(gè)過程中小球的平均速度大小為2 m/s 7．一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛好 者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌 跡的長度，如圖4所示．已知曝光時(shí)間為 s，則小石子出 發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)的距離約為 (　　) A．6.5 m B．10 m C．20 m D．45 m 圖4 8．在塔頂上將一

18、物體豎直向上拋出，拋出點(diǎn)為A，物體上升的最大高度為20 m，不計(jì)空氣阻力，設(shè)塔足夠高．則物體位移大小為10 m時(shí)，物體通過的路程不可能為(　　) A．10 m B．20 m C．30 m D．50 m 9．不計(jì)空氣阻力，以一定的初速度豎直上拋一物體，從拋出至回到拋出點(diǎn)的時(shí)間為t，現(xiàn)在物體上升的最大高度的一半處設(shè)置一塊擋板，物體撞擊擋板前后的速度大小相等、方向相反，撞擊所需時(shí)間不計(jì)，則這種情況下物體上升和下降的總時(shí)間約為 (　　) A．0.5t B．0.4t C．0.3t D．0.2t 10．在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需

19、要精確的重力加速度g值，g值可由實(shí)驗(yàn)精確測定．近年來測g值的一種方法叫“對(duì)稱自由下落法”，它是將測g歸于測長度和時(shí)間，具體做法是：將真空長直管沿豎直方向放置，自其中O點(diǎn)向上拋小球又落到原處的時(shí)間為T2，在小球運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過比O點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開P點(diǎn)到又回到P點(diǎn)所用的時(shí)間為T1，測得T1、T2和H，可求得g等于 (　　) A. B. C. D. 二、非選擇題 11．一礦井深125 m，在井口每隔一定時(shí)間自由落下一個(gè)小球．當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口開始下落時(shí)，第1個(gè)小球恰好到達(dá)井底．則相鄰兩小球開始下落的時(shí)間間隔為______ s，這時(shí)

20、第3個(gè)小球和第5個(gè)小球相距______ m(g取10 m/s2)． 12．2020年5月20日，在天津市奧體中心進(jìn)行的2020年全國跳水冠軍賽男子10米跳臺(tái)決賽中，來自四川隊(duì)的選手邱波以552.75分的成績獲得冠軍．他在跳臺(tái)上騰空而起，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)他的重心離臺(tái)面的高度為1 m，當(dāng)他下降到手觸及水面時(shí)要伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，這時(shí)他的重心離水面也是1 m．設(shè)他靜止站在臺(tái)面上時(shí)重心距臺(tái)面的高度為0.8 m，重力加速度g＝10 m/s2，問： (1)他的起跳速度約是多大？ (2)從起跳到入水(手掌觸水)共需多長時(shí)間？ 13.如圖5所示，質(zhì)量為m的小車，靜止在光滑的水平地面上， 車長

21、為L0，現(xiàn)給小車施加一個(gè)水平向右的恒力F，使小車 向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)在小車的正前方x0處的 正上方H高處，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從靜止開始做自 由落體運(yùn)動(dòng)(重力加速度為g)，問恒力F滿足什么條件時(shí)小 圖5 球可以落到小車上？ 復(fù)習(xí)講義 基礎(chǔ)再現(xiàn) 一、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)　(2)gt (3)gt2　2gh 知識(shí)梳理　1.重力　靜止 二、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　(1)勻減速直線運(yùn)動(dòng)　(2)v0－gt　(3)v0t－gt2　(4)　 (5)?。璿0 知識(shí)梳理　1.豎直向上　重力　2.豎直向上?。璯　4.v0－gt　v0t－gt2　－2gh 思考：速

22、度是負(fù)值表示物體正在下落，而位移是負(fù)值則表示物體正在拋出點(diǎn)下方． 課堂探究 例1　見解析 解析　乙同學(xué)的解法不正確． 根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖，設(shè)物體從塔頂落 到地面所經(jīng)歷的時(shí)間為t，通過的位移為H，物體 在(t-1)秒內(nèi)的位移為h. 據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有 H=gt2 h=g(t-1)2 由題意得== 聯(lián)立以上各式解得H=125 m 跟蹤訓(xùn)練1　A　 例2　(1)20 m　4 s　(2)(2＋2 ) s 跟蹤訓(xùn)練2　10(1＋) s 例3　見解析 解析　設(shè)相遇時(shí)間為t，相遇點(diǎn)離地面高度為y，則兩球相遇必在同一位置，具有相同的y.所以 y＝v0t－g

23、t2＝h－gt2，即v0t＝h.所以相遇時(shí)間為 t＝. 將t代入y的表達(dá)式中，y＝h－gt2＝h－g＝h(1－)，即為相遇點(diǎn)離地面的高度． 討論：若A、B能在空中相遇，則y>0，即h(1－)>0. 所以1－>0，即v0> 為A、B在空中相遇的條件． 當(dāng)在B球的最高點(diǎn)相遇時(shí)，應(yīng)有g(shù)t2＋＝h，且t＝，解得v0＝. 當(dāng) 時(shí)，在B球上升過程中兩球相遇． 跟蹤訓(xùn)練3　(1)0.5 s　(2)0.05 s 分組訓(xùn)練 1．D 2．D　3．0.51 s 4．C　5.B 6．495 m 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 1．B　2．B　3．B　4．B　5．D　6．B　7．C　8．B　9．C　10．A　 11．0.5　35 12．(1)2 m/s　(2)1.61 s 13．mgx0/H