第一章3自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)

本課件主要使用工具為office2003，Mathtype5.0,幾何畫板4.0,flashplayer10.03自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)第一章直線運(yùn)動(dòng)21.自由落體運(yùn)動(dòng)：(1)物體

的運(yùn)動(dòng)，叫自由落體運(yùn)動(dòng).自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的

.

（2）物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：初速度為

，只受

作用.只受重力從靜止開始下落勻變速直線運(yùn)動(dòng)零重力3（3）自由落體加速度：在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都

，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫做

，通常用

表示.它的方向總是

.在地球上不同的地方，g的大小是

的，通常取g=

m/s2.相同重力加速度g豎直向下不同9.84（4）自由落體運(yùn)動(dòng)公式凡是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，自由落體運(yùn)動(dòng)都適用.(1)速度公式

.(2)位移公式

.(3)速度與位移的關(guān)系式

.2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)(1)

,

叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng)(勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)它都適用).v=gth=gt2/2v2=2gh物體以初速度v0豎直上拋后，只在重力作用下而做的運(yùn)動(dòng)5(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

.

;(3)幾個(gè)特征量：上升的最大高度

.上升到最大高度處所需時(shí)間t上和從最高點(diǎn)處落回原拋出點(diǎn)所需時(shí)間t下相等.即

.v=v0-gt，h=v0t-gt2/2，v2-v02=2ghh=v02/2gt上=t下=v0/g61.如何處理豎直上拋運(yùn)動(dòng)？(1)分段法：上升階段是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下落階段是自由落體運(yùn)動(dòng).下落過程是上升過程的逆過程.7(2)整體法：從全程來(lái)看，加速度方向始終與初速度v0的方向相反，所以可把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看成是一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用公式時(shí)，要特別注意v，h等矢量的正負(fù)號(hào).一般選取向上為正方向，v0總是正值，上升過程中v為正值，下降過程中v為負(fù)值，物體在拋出點(diǎn)以下時(shí)h為負(fù)值.82.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性體現(xiàn)在哪些方面？（1）空間對(duì)稱：在拋出點(diǎn)上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，將上升和下落兩次經(jīng)過空間的同一位置.

（2）速率對(duì)稱：上升和下落經(jīng)過同一位置時(shí)的速度大小相等，方向相反.（3）時(shí)間對(duì)稱：上升和下落經(jīng)過同一段高度的上升時(shí)間和下落時(shí)間相等.在具體分析有關(guān)問題時(shí)，利用其對(duì)稱性可以帶來(lái)便利.91.自由落體運(yùn)動(dòng)建筑工人安裝腳手架進(jìn)行高空作業(yè)，有一名建筑工人由于不慎將抓在手中的一根長(zhǎng)5m的鐵桿在豎直狀態(tài)下脫落了，使其做自由落體運(yùn)動(dòng)，鐵桿在下落過程中經(jīng)過某一樓層面的時(shí)間為0.2s，試求鐵桿下落時(shí)其下端到該樓層面的高度?(g=10m/s2，不計(jì)樓層面的厚度)10鐵桿下落做自由落體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)經(jīng)過下面某一層樓面時(shí)間Δt=0.2s，這個(gè)Δt也就是桿上端A到該樓層下落時(shí)間tA與桿下端B到該樓層下落時(shí)間tB之差，設(shè)所求高度為h，如圖所示，則由自由落體公式可得到：

h=gtB2/2，①

h+5=gtA2/2，②

tA-tB=Δt，③將g=10m/s2，Δt=0.2s代入聯(lián)立①②③即可求出h=28.8m.11水滴從屋檐自由落下，經(jīng)過高為1.8m的窗戶歷時(shí)0.2s，若不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，求屋檐離窗頂?shù)木嚯x.解法1：水滴下落過程示意圖如圖所示.設(shè)屋檐O點(diǎn)到窗頂A點(diǎn)間距離為h，下落時(shí)間為t，水滴由窗戶上沿A下落到下沿

B所用時(shí)間為Δt=0.2s，12窗戶高Δh=1.8m.根據(jù)自由落體位移公式，水滴由O點(diǎn)下落到A點(diǎn)和由O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的位移分別為聯(lián)立上面兩式，應(yīng)用消元法，消去變量t得13解法2：應(yīng)用平均速度和勻變速直線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)求解.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則水滴經(jīng)過窗口中間時(shí)刻的速度應(yīng)為14設(shè)水滴由屋檐下落時(shí)間為t′時(shí)速度為v中，則v中=gt′解得水滴下落至窗頂所用時(shí)間為t=t′-0.1s=(0.9-0.1)s=0.8s則屋檐距窗頂高度為152.豎直上拋運(yùn)動(dòng)一個(gè)氫氣球以4m/s2的加速度由靜止從地面豎直上升，10s末從氣球上面掉下一重物，此重物最高可上升到距地面多高處？此重物從氫氣球上掉下后，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落回地面？(忽略空氣阻力，取g=10m/s2)16重物的運(yùn)動(dòng)過程共分三個(gè)階段：先隨氣球向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；然后從氣球上掉下，此時(shí)重物不是自由下落，而是由于慣性繼續(xù)向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)；達(dá)到最高點(diǎn)，重物開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，最后回到地面.如圖所示.17下面分三個(gè)階段來(lái)求解.(1)向上加速階段：a1=4m/s2，t1=10sv=a1t1=4×10m/s=40m/s18(2)豎直上拋階段：a2=-10m/s2v0=v=40m/s上升的高度：所用的時(shí)間：所以重物距地面的最大高度為：Hmax=H1+H2=200m+80m=280m19(3)自由下