金牌學(xué)案2012年高中物理第一章第三節(jié)豎直方向拋體運(yùn)動(dòng)課件粵教版必修

第三節(jié) 豎直方向的拋體運(yùn)動(dòng)一、豎直下拋運(yùn)動(dòng)v

＋gt定義：把物體以一定初速度v0

沿著豎直方向

向下拋出，僅在

重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直下拋運(yùn)動(dòng)．性質(zhì)：初速度為

v0(v0≠0)、加速度為

g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．4．豎直下拋運(yùn)動(dòng)，可看成豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)和

自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．v0t＋1gt

23．公式：vt＝

0

，s＝

2

.v0－gt二、豎直上拋運(yùn)動(dòng)1．定義：把物體以一定初速度v0

沿著豎直方向

向上拋出，僅在

重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng)．2．性質(zhì)：上升過程是初速度為v0(v0≠0)、加速度為－g

的勻減速運(yùn)動(dòng)，下落過程是自由落體運(yùn)動(dòng)．對(duì)全過程而言，可以看成是初速度為v0(v0≠0)，a＝－g

的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．t3．公式：v

＝，s＝

.4．豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可看成是豎直向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和

自由落體

運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．012v

t－

gt2跳起摸高是中學(xué)生常進(jìn)行的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，某同學(xué)的身高是1.80

m，站立舉手達(dá)到的高度為2.20

m，他起跳后能摸到的最大高度是2.60

m．問他起跳時(shí)的速度是多大？0答案：跳起最大高度為(2.60－2.20)m＝0.40m，由v2＝2gh知，v0＝2

2

m/s.要點(diǎn)1豎直下拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用【例1】一個(gè)人站在44

m

的塔頂上以1m/s

的速度豎直向下扔出一小鐵球，鐵球出手時(shí)在塔頂上方1

m

處，不計(jì)空氣阻力，g＝10

m/s2，求：鐵球下落到距塔頂3m

時(shí)的速度．鐵球到達(dá)地面所用的時(shí)間．解：(1)鐵球下落的高度h＝(1＋3)m＝4

m由v2－v2＝2gh

得t

0vt＝

2gh＋v2＝

2×10×4＋12

m/s＝9

m/s.0012(2)設(shè)鐵球用時(shí)間t

落地，由位移公式h′＝v

t＋gt2解得t＝2.9

s.1．從某一高度相隔

1

s

以相同的初速度為

v0

先后下拋出兩個(gè)相同的小球甲和乙，不計(jì)空氣阻力，在空中的任一時(shí)刻(

C

)甲、乙兩球距離越來越大，甲、乙兩球速度之差越來越大甲、乙兩球距離保持不變，甲、乙兩球速度之差保持不變甲、乙兩球距離越來越大，但甲、乙兩球的速度之差保持不變甲、乙兩球距離越來越小，甲、乙兩球速度之差越來越小要點(diǎn)2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本特點(diǎn)①物體上升到最大高度所用的時(shí)間跟物體從最高點(diǎn)下落到拋出點(diǎn)所用時(shí)間相等，即t1＝t2.(1)能上升的最大高度：hmaxv22g＝ 0

.(2)上升到最大高度所需要的時(shí)間：t＝

g2．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特殊規(guī)律(對(duì)稱性)(1)時(shí)間對(duì)稱．v0.②上升階段中從任一點(diǎn)上升到最大高度所用的時(shí)間跟物體從最高點(diǎn)落回這一點(diǎn)的時(shí)間相等，即t上＝t下．(2)速度對(duì)稱．①物體上升時(shí)通過任一點(diǎn)的速度跟下落時(shí)通過這一點(diǎn)的速度大小相等、方向相反，即v上＝－v下．②物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度與拋出時(shí)的初速度大小相等、方向相反，即vt＝－v0.【例2】氣球上系一重物，以4

m/s

的速度自地面勻速上升，當(dāng)上升到離地面高度h＝9

m

處時(shí)，繩子突然斷了，試求：1t

＝v0g10＝4

s＝0.4

s圖1－3－1(1)從這時(shí)起，物體經(jīng)過多長時(shí)間落到地面；(2)重物落地時(shí)的速度多大？(不計(jì)空氣阻力，g

取10

m/s2)解：物體在繩子斷之前與氣球一起運(yùn)動(dòng)，它的速度v0＝4

m/s.繩斷后，由于慣性將繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，又由于不計(jì)空氣阻力，物體僅受重力作用，故做豎直上拋運(yùn)動(dòng)．方法一：分階段分析．(1)如圖1－3－1

所示．上升階段：上升的時(shí)間上升高度h′＝v22g0

＝422×10m＝0.8

m下降階段：下降總高度為H＝h＋h′＝9

m＋0.8

m＝9.8

m12下降階段做自由落體運(yùn)動(dòng)，由H＝

gt222得t

＝2H102×9.8g

＝

s＝1.4

s所需要的總時(shí)間t＝t1＋t2＝(0.4＋1.4)s＝1.8

s.t(2)由v2－v2＝2gH

得vt＝

2gH＝

2×10×9.8 m/s＝14

m/s，方向向下．方法二：整體分析．(1)取向上為正，物體脫離氣球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如圖

1－3－1

所示，以A

為參考點(diǎn)．物體整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)的位移H＝－h(huán)＝－9

m012且H＝v

t－gt21代入數(shù)據(jù)得－9＝4t－2×10t2解得t1＝－1

s(舍去)，t2＝1.8

s.t

0

t

0(2)由v2－v2＝2as

得v2－v2＝－2gHt代入數(shù)據(jù)得v2－(4

m/s)2＝－2×10

m/s2×(－9

m)解得vt＝±14

m/s.因速度方向向下，取vt＝－14

m/s.研究豎直上拋運(yùn)動(dòng)可采用以下三種方法：(1)分段分析法：將豎直上拋運(yùn)動(dòng)分為上升過程和下降過程．①上升過程：做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．取向上為正方向，則速t

0

0122度和位移公式分別是v

＝v

－gt，s＝v

t－gt

.②下降過程：做自由落體運(yùn)動(dòng)．取向下為正方向，則速度t12和位移公式分別是v

＝gt，s＝2gt

.(2)整體分析法：將全過程看成是初速度為v0、加速度是－g

的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．(取向上為正方向)t

0

02公式：v

＝v

－gt，s＝v

t－1

.2gt注意事項(xiàng)：①s

為正，表示質(zhì)點(diǎn)在拋出點(diǎn)的上方；s

為負(fù)，表示質(zhì)點(diǎn)在拋出點(diǎn)的下方．②v為正，表示質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)；v

為負(fù)，表示質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)．③由同－s

求出的t、vt

可能有兩個(gè)解，要注意分清其意義．(3)圖象分析法：畫出物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的v－t

圖象(如圖1－3－2)，根據(jù)圖象進(jìn)行分析．(設(shè)初速度方向?yàn)檎较?①tan

θ＝－g；圖1－3－2③t＝2t0

時(shí)，s＝0；④面積表示位移．0v0②t

＝

g

；2．某人從高層樓頂處以30

m/s

豎直上拋一個(gè)小鋼珠，小鋼珠運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)25m處，所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？(不計(jì)空氣阻力，g取10

m/s2)圖1－3－3圖4解：如圖4所示，小鋼珠距拋出點(diǎn)A

有兩個(gè)位置．一是在A

點(diǎn)上方的B、C

位置，另一個(gè)是在A

點(diǎn)正下方的D

位置．運(yùn)用整體法處理：v0＝30

m/s，g＝10

m/s2，H1＝25

m，H2＝－25

m012由h＝v

t－gt21

012得H

＝v

t－gt21代入數(shù)據(jù)25＝30t－2×10t2解得t1＝1

s，t2＝5

s2

012又H

＝v

t－gt2代入數(shù)據(jù)：－25＝30t

1

10t2－2×解得t3＝(3＋14)s，t4＝(3－14)s(舍去)故所經(jīng)歷的時(shí)間可能有：t1＝1

s，t2＝5s，t3＝(3＋14)

s.對(duì)慣性定律理解不深刻，誤認(rèn)為v0＝0【例3】氣球以10

m/s

的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17

s

到達(dá)地面．求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度．(g＝10

m/s2)錯(cuò)因：誤認(rèn)為物體脫離氣球時(shí)下落的速度為零，根據(jù)h＝1

12

22gt

得h＝2×10×17

＝1

445

m.正解：方法一：可將物體的運(yùn)動(dòng)過程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)草圖(如圖1－3－4)．規(guī)定向下方向?yàn)檎?，則

v0＝－10

m/s，g＝10

m/s2所以物體剛掉下時(shí)離地1275m.方法二：如圖1－3－4

將物體的運(yùn)動(dòng)過程分為A→B→C

和C→D

兩段來處理．A→B→C

為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，C→D

為豎直下拋運(yùn)動(dòng)．在A→B→C

段，據(jù)豎直上拋規(guī)律可知此階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為圖1－3－4012據(jù)h＝v

t＋gt2則有1h＝(－10×17＋2×10×172)

m＝1

275

mtAC＝

g

＝2v0

2×1010＝2

s由題意知tCD＝(17－2)s＝15

s據(jù)豎直下拋規(guī)律有圖1－3－5CD

012h

＝v

t＋

gt2＝1

275

m.方法三：根據(jù)題意作出物體脫離氣球到落地這段時(shí)間的v－t

圖(如圖1－3－5)．其中△v0OtB的面積為A→B的位移△tBtCvC的面積大小為B→C的位移梯形tCtDvDvC的面積大小為C→D的位移即物體離開氣球時(shí)距地的高度．tanα＝g＝v0tB則

t

＝1

s，根據(jù)豎直上拋的規(guī)律得BtC＝2

s，tD－tB＝(17－1)

s＝16

s在△tBvDtD

中則可求vD＝g(tD－tB)＝