第一章 第3講 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)- 高考物理一輪復(fù)習(xí)

第一章

運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)第3講自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.復(fù)習(xí)并掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間、位移-時(shí)間、位移-速度公式并會(huì)應(yīng)用（四個(gè)基本公式三推論）；

2.通過復(fù)習(xí)回顧，記住初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例式并能熟練應(yīng)用；

3.掌握規(guī)律并推導(dǎo)中間時(shí)刻速度和中間位置速度，能在題目中進(jìn)行應(yīng)用；

4.通過分析典例，能熟練使用逆向思維解決實(shí)際問題。夯實(shí)●必備基礎(chǔ)知識(shí)1.概念：從靜止開始，只受重力作用的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。2.基本公式：1、自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及基本規(guī)律3.推論比例公式:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系都適用。自由落體運(yùn)動(dòng)可充分利用自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題。(1)從運(yùn)動(dòng)開始連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的下落高度之比為1∶3∶5∶7∶…(3)連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的下落高度之差Δh＝gT2(2)從運(yùn)動(dòng)開始一段時(shí)間內(nèi)的平均速度2.自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的快捷應(yīng)用1.(多選)物理圖像能直觀地反映物理量間的變化關(guān)系.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下列各物理量的圖像正確的是（

）(g取10m/s2)考向1自由落體運(yùn)動(dòng)的理解AC考向1自由落體運(yùn)動(dòng)的理解2．[滲透五育教育(體育)](2021·湖北高考)2019年，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員陳芋汐獲得國(guó)際泳聯(lián)世錦賽女子單人10米跳臺(tái)冠軍。某輪比賽中，陳芋汐在跳臺(tái)上倒立靜止，然后下落，前5m完成技術(shù)動(dòng)作，隨后5m完成姿態(tài)調(diào)整。假設(shè)整個(gè)下落過程近似為自由落體運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小取10m/s2，則她用于姿態(tài)調(diào)整的時(shí)間約為(

)A.0.2s

B.0.4s

C.1.0s

D.1.4s3.(多選)一根輕質(zhì)細(xì)線將2個(gè)薄鐵墊片A、B連接起來，一同學(xué)用手固定B，此時(shí)A、B間距為3L，A距地面為L(zhǎng)，如圖所示。由靜止釋放A、B，不計(jì)空氣阻力，且A、B落地后均不再?gòu)椘稹拈_始釋放到A落地歷時(shí)t1，A落地前的瞬時(shí)速率為v1，從A落地到B落在A上歷時(shí)t2，B落在A上前的瞬時(shí)速率為v2，則(

)A．t1＞t2 B．t1＝t2C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝1∶31．選BC

A墊片下落用時(shí)t1等于B墊片開始下落L用時(shí)，B墊片再下落3L用時(shí)t2，由于t1、t2時(shí)間內(nèi)B下落的位移滿足1∶3的關(guān)系，故t1＝t2，由v＝gt可知，v1∶v2＝1∶2，所以選項(xiàng)B、C均正確?？枷?自由落體運(yùn)動(dòng)的理解例5

如圖所示木桿長(zhǎng)5m，上端固定在某一點(diǎn)，由靜止放開后讓它自由落下(不計(jì)空氣阻力)，木桿通過懸點(diǎn)正下方20m處的圓筒AB，圓筒AB長(zhǎng)為5m，取g＝10m/s2，求：(1)木桿通過圓筒的上端A所用的時(shí)間t1；(2)木桿通過圓筒AB所用的時(shí)間t2.木桿由靜止開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)木桿的下端到達(dá)圓筒上端A所用的時(shí)間為t下Ah下A＝20m－5m＝15m設(shè)木桿的上端到達(dá)圓筒上端A所用的時(shí)間為t上A解得t上A＝2s則木桿通過圓筒上端A所用的時(shí)間設(shè)木桿的上端到達(dá)圓筒下端B所用的時(shí)間為t上Bh上B＝20m＋5m＝25m考向2自由落體運(yùn)動(dòng)中的“比例關(guān)系”問題例2

一石塊從樓房陽(yáng)臺(tái)邊緣做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面，若把它在空中運(yùn)動(dòng)的距離分為相等的三段，如果它在第一段距離內(nèi)所用的時(shí)間是1s，則它在第三段距離內(nèi)所用的時(shí)間是()(g取10m/s2)A考向2自由落體運(yùn)動(dòng)中的“比例關(guān)系”問題C

音樂噴泉是一種為了娛樂而創(chuàng)造出來的可以活動(dòng)的噴泉，隨著音樂變換，豎直向上噴出的水柱可以高達(dá)幾十米，為城市的人們?cè)谝归g增添一份美輪美奐的視覺和聽覺的盛宴。現(xiàn)有一音樂噴泉，噴出的水經(jīng)2s到達(dá)最高點(diǎn)，把水噴射的總高度分成四等份，水通過前兩等份高度用時(shí)記為t1，通過最后一等份高度用時(shí)記t2為?？諝庾枇Σ挥?jì)，則滿足t2/t1（

）【針對(duì)訓(xùn)練】A考向3自由落體運(yùn)動(dòng)中的“兩物體先后下落”問題例3

從高度為125m的塔頂先后自由釋放a、b兩球，自由釋放這兩個(gè)球的時(shí)間差為1s，g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，以下判斷正確的是()A.b球下落高度為20m時(shí)，a球的速度大小為20m/sB.a球接觸地面瞬間，b球離地高度為45mC.在a球接觸地面之前，兩球保持相對(duì)靜止D.在a球接觸地面之前，兩球離地的高度差恒定B由自由落體的規(guī)律可得，在a球接觸地面之前，兩球的速度差恒定，兩球離地的高度差變大，故C、D錯(cuò)誤.(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度方向豎直向上，加速度為g，上升階段做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降階段做

運(yùn)動(dòng).(2)基本規(guī)律①速度與時(shí)間的關(guān)系式：

；自由落體基礎(chǔ)梳理v＝v0－gt豎直上拋運(yùn)動(dòng)

1.研究豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩種方法

研究方法分段法將全程分為兩個(gè)階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段上升階段：a＝g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)下降階段：自由落體運(yùn)動(dòng)全程法將全過程視為初速度為v0，加速度a＝－g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，必須注意物理量的矢量性初速度v0向上，加速度為－g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，v＝v0－gt，h＝v0t－

gt2(以豎直向上為正方向)若v＞0，物體上升；若v＜0，物體下落若h＞0，物體在拋出點(diǎn)上方；若h＜0，物體在拋出點(diǎn)下方2．用好豎直上拋運(yùn)動(dòng)的三類對(duì)稱時(shí)間對(duì)稱物體上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間與物體從最高點(diǎn)落回到原拋出點(diǎn)所用時(shí)間相等，即t上＝t下＝v0/g物體在上升過程中經(jīng)過某兩點(diǎn)之間所用的時(shí)間與下降過程中經(jīng)過該兩點(diǎn)之間所用的時(shí)間相等速度對(duì)稱物體上拋時(shí)的初速度與物體又落回原拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小相等、方向相反物體在上升階段和下降階段經(jīng)過同一個(gè)位置時(shí)的速度大小相等、方向相反能量對(duì)稱豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體在上升和下降過程中經(jīng)過同一位置時(shí)的動(dòng)能、重力勢(shì)能及機(jī)械能分別相等（2023全國(guó)乙卷）1.一同學(xué)將排球自O(shè)點(diǎn)墊起，排球豎直向上運(yùn)動(dòng)，隨后下落回到O點(diǎn)。設(shè)排球在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比。則該排球（

）A.上升時(shí)間等于下落時(shí)間B.被墊起后瞬間的速度最大C.達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)加速度為零D.下落過程中做勻加速運(yùn)動(dòng)考向1豎直上拋運(yùn)動(dòng)的理解B考向2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性例4

一個(gè)從地面上豎直上拋的物體，它兩次經(jīng)過一個(gè)較低點(diǎn)A的時(shí)間間隔是5s，兩次經(jīng)過一個(gè)較高點(diǎn)B的時(shí)間間隔是3s，則A、B之間的距離是()(不計(jì)空氣阻力，g＝10m/s2)A.80m B.40mC.20m D.無法確定C例5

(多選)從高為20m的位置以20m/s的初速度豎直上拋一物體，g取10m/s2，當(dāng)物體到拋出點(diǎn)距離為15m時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間可能是()A.1sB.2s

C.3s D.(2＋

)s考向3豎直上拋運(yùn)動(dòng)的多解性(多選)某人在高層樓房的陽(yáng)臺(tái)外側(cè)以30m/s的速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)25m處所經(jīng)歷的時(shí)間可能是(不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2)(

)A．1s B．3sC．5s D．(3＋√14)s【針對(duì)訓(xùn)練】

(多選)如圖所示，乙球靜止于地面上，甲球位于乙球正上方h處，現(xiàn)從地面上豎直上拋乙球，初速度v0＝10m/s，同時(shí)讓甲球自由下落，不計(jì)空氣阻力.(取g＝10m/s2，甲、乙兩球可看作質(zhì)點(diǎn))下列說法正確的是()A.無論h為何值，甲、乙兩球一定能在空中相遇B.當(dāng)h＝10m時(shí)，乙球恰好在最高點(diǎn)與甲球相遇C.當(dāng)h＝15m時(shí)，乙球能在下落過程中與甲球相遇D.當(dāng)h<10m時(shí)，乙球能在上升過程中與甲球相遇考向3豎直上拋和自由落體運(yùn)動(dòng)相遇問題由于10m<h＝15m<20m，可得乙球能在下落過程中與甲球相遇，C正確；當(dāng)h<10m時(shí)，乙球還沒有上升到最高點(diǎn)就與甲球相遇，D正確.3．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10m/s的速度勻速上升到某一高度時(shí)，研究