人教版高中物理必修第一冊(cè)第2章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究專題提升3自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課件

第二章專題提升三自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進(jìn)一步加深對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的理解和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。(科學(xué)思維)2.知道什么是豎直上拋運(yùn)動(dòng),理解豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(物理觀念)3.理解豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法,會(huì)解決實(shí)際問題。(科學(xué)思維)重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用知識(shí)歸納1.自由落體運(yùn)動(dòng)的處理方法自由落體運(yùn)動(dòng)是v0=0,a=g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的所有公式和推論方法,自由落體運(yùn)動(dòng)全部適用。(1)速度公式:v=gt。(2)位移公式:h=gt2。(3)速度位移關(guān)系式:v2=2gh。(4)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差:Δh=gT2。(6)若從開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻計(jì)時(shí),劃分為連續(xù)相等的時(shí)間間隔T,則有如下比例關(guān)系:①T末、2T末、3T末……瞬時(shí)速度之比v1∶v2∶v3∶…=1∶2∶3∶…②T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……位移之比x1∶x2∶x3∶…=1∶4∶9∶…③第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)……位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…=1∶3∶5∶…

2.自由落體多過程運(yùn)動(dòng)問題

對(duì)于自由落體中的多過程運(yùn)動(dòng),可以先畫出v-t圖像,如圖即為一個(gè)多過程運(yùn)動(dòng),其中間速度很關(guān)鍵。典例剖析【例題1】如圖所示,一滴雨滴從離地面20m高的樓房屋檐自由下落,下落5m時(shí),到達(dá)窗口上沿,再經(jīng)Δt=0.2s的時(shí)間通過窗口,g取10m/s2,求:(1)雨滴落地前瞬間的速度大小;(2)窗口的高度;(3)該雨滴最后1s內(nèi)下落的平均速度大小。

答案

(1)20m/s

(2)2.2m

(3)15m/s對(duì)點(diǎn)演練1.

如圖所示,A、B兩個(gè)小球用長為1m的細(xì)線連接,用手拿著A球,B球豎直懸掛,且A、B兩球均靜止?，F(xiàn)由靜止釋放A球,測(cè)得兩球落地的時(shí)間差為0.2s,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則A球釋放時(shí)離地面的高度為(

)A.1.25m B.1.80m C.3.60m D.6.25mB探究點(diǎn)二豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用知識(shí)歸納豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體具有豎直向上的初速度,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)先做豎直向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),上升到最高點(diǎn)后,又開始做自由落體運(yùn)動(dòng),整個(gè)過程中加速度始終為g處理方法(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。上升階段:v=v0-gt,h=v0t-gt2;下落階段:v=gt,h=gt2。(2)整體法:將豎直上拋運(yùn)動(dòng)視為初速度為v0、加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。取整個(gè)過程分析,選豎直向上為正方向,則有v=v0-gt,h=v0t-gt2,v>0,上升階段;v<0,下落階段;h>0,在拋出點(diǎn)上

方;h<0,在拋出點(diǎn)下方重要特性作出豎直上拋運(yùn)動(dòng)的過程圖,如圖所示,結(jié)合圖像分析,可知(1)對(duì)稱性:①時(shí)間對(duì)稱性:對(duì)同一段距離,上升過程和下降過程時(shí)間相等,tAB=tBA,tOC=tCO;②速度對(duì)稱性:上升過程和下降過程通過同一點(diǎn)時(shí)速度大小相等,方向相反。(最高點(diǎn)除外)(2)多解性:通過拋出點(diǎn)上方某一點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)時(shí)刻,即物體可能處于上升階段,也可能處于下降階段,如圖中A點(diǎn)典型物理量典例剖析【例題2】

一個(gè)氫氣球以8m/s2的加速度由靜止從地面豎直上升,5s末從氣球上掉下一重物,忽略空氣阻力,g取10m/s2。(1)此重物最高可上升到距地面多高處?(2)此重物從氣球上掉下后,經(jīng)多長時(shí)間落回地面?(3)此重物從氣球上掉下后,經(jīng)多長時(shí)間速度的大小為20m/s?(4)此重物從氣球上掉下后,經(jīng)多長時(shí)間距離掉下時(shí)的位置35m遠(yuǎn)?(結(jié)果可以用根式表示)解析

(1)5

s末重物的速度v=at=8×5

m/s=40

m/s5

s內(nèi)上升的高度h=at2=×8×52

m=100

m重物從氣球上掉下后上升的最大高度則距離地面的最大高度H=100

m+80

m=180

m。(3)以豎直向上為正方向,設(shè)經(jīng)過時(shí)間t2重物速度大小為20

m/s,方向可能向上或向下,由vt=v-gt2得t2=2

s或6

s。(4)以豎直向上為正方向,設(shè)經(jīng)過時(shí)間t3重物距離掉下時(shí)的位置35

m遠(yuǎn),重物可能在該位置上方或下方,由

,且h0=35

m或-35

m,得t3=1

s或7

s或(4+)

s。答案

(1)180m

(2)10s

(3)2s或6s

(4)1s或7s或(4+)s方法技巧

注意運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中各物理量的矢量性,特別是速度、位移,當(dāng)題目給出其大小時(shí),如果忽視其方向性,就容易漏解,因此要特別注意這類問題的多解性。對(duì)點(diǎn)演練2.

研究人員發(fā)明了一種跳高能力極強(qiáng)的機(jī)器人,如圖所示。某次它從地面豎直向上跳躍,加速時(shí)間僅為8.3ms,最終離地高度達(dá)到31m。不計(jì)空氣阻力,下列說法不正確的是(

)A.機(jī)器人起跳時(shí),離地的速度大小約為25m/sB.機(jī)器人從起跳到落地的時(shí)間約為5sC.機(jī)器人離地前,加速的距離約為20cmD.機(jī)器人離地前,加速的平均加速度大小約為3000m/s2C學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)12341.(豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解及應(yīng)用)將一小球從地面以30m/s的初速度拋出,小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng),重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是(

)A.小球4s時(shí)離地的高度為40mB.小球在最高點(diǎn)時(shí)速度為零,加速度也為零C.小球在上升過程中和下降過程中速度的變化量大小相等、方向相反D.小球在上升過程中和下降過程中的加速度大小相等、方向相反A解析

小球4

s時(shí)離地的高度為=40

m,選項(xiàng)A正確;小球在最高點(diǎn)時(shí)速度為零,加速度為g,小球在上升過程中和下降過程中的加速度也均為g,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;根據(jù)Δv=gt可知,小球在上升過程中和下降過程中速度的變化量大小相等、方向相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。123412342.(自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)頻閃攝影是研究物體運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段。如圖為小明在實(shí)驗(yàn)室用頻閃周期為T的相機(jī)拍攝的一張真空中羽毛與蘋果同時(shí)同地自由下落的局部頻閃照片。關(guān)于提供的信息及相關(guān)數(shù)據(jù)處理,下列說法正確的是(

)C解析

從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),蘋果與羽毛所需時(shí)間相同,均為3個(gè)頻閃周期,A錯(cuò)誤;據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知,蘋果下落到C點(diǎn)時(shí)的速度大小為

,B錯(cuò)誤;由Δx=aT2可知,羽毛下落的加速度大小為

,C正確;根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為奇數(shù)之比可知,若蘋果在A位置的速度為零,則位移關(guān)系滿足x1∶x2∶x3=1∶3∶5,但蘋果在A