物體在重力作用下的運動2(高中物理10大難點突破)

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1、物體在重力作用下的運動2(高中物理10大難點突破)4、思維拓展物體在重力作用下的運動，物體所在的物體系內(nèi)由于只受到重力作用，而無其它內(nèi)力和外力做功，所以系統(tǒng)的機械能是守恒的，因此所有的拋體運動包括自由落體在內(nèi)都能應(yīng)用機械能守恒定律和動能定理去解決。（1）豎直上拋運動基本規(guī)律的應(yīng)用例1：某一物體被豎直上拋，空氣阻力不計．當(dāng)它經(jīng)過拋出點上方0.4ｍ處時，速度為3m/s。當(dāng)它經(jīng)過拋出點下方0.4ｍ處時，速度應(yīng)為多少？（ｇ＝10m/s2）【審題】此題中拋出的物體只受重力，取向上的方向為正方向，可取整個過程分析，也可以分段研究。分段研究時先求出到達(dá)拋出

2、點上方0.4m處時還能上升的高度，再加上物體落到拋出點下方的高度，在這個高度物體做自由落體應(yīng)用就可求出，也可以由豎直上拋運動的對稱性先判知在拋出點上方0.4m時物體向下運動的速度，再應(yīng)用就可解出?！窘馕觥拷夥ㄒ唬涸O(shè)到達(dá)拋出點上方0.4ｍ處時還能上升高度為ｈ，則。物體從最高點自由下落高度為Ｈ＝(0.45＋0.4＋0.4)ｍ時的速度為/s解法二：設(shè)位移為ｈ1＝0.4ｍ時速度為，位移為ｈ２＝－0.4ｍ時速度為，則　，，即　32＝－2×10×0．4，－2×10×（－0．4），解得　＝5ｍ／ｓ．解法三：根據(jù)豎直上拋物體的上拋速

3、度與回落速度等值反向的特點可知：物體回落到拋出點上方0.4ｍ時，速度大小為3m/s，方向豎直向下。以此點為起點，物體做豎直下拋運動，從此點開始到原拋出點下方0.4ｍ處的位移為ｈ＝（0.4＋0.4）ｍ，那么，所求速度為這段時間的末速度，即　　　　　　　　【總結(jié)】豎直上拋運動問題，從整體上全過程討論，勻變速直線運動的規(guī)律全適用，但關(guān)鍵是要注意各物理量的正負(fù)，弄清其物理含義。從其上、下兩段過程對稱性考慮，也能使問題求解大為簡化。若分上升與下降兩段處理，一般不容易出錯，但過程比較麻煩一些。（2）應(yīng)用豎直上拋運動的對稱性例2：一個從地面豎直上拋的物

4、體，它兩次經(jīng)過一個較低點A的時間間隔為tA，兩次經(jīng)過一個較高點B的時間間隔為tB，求A、B兩點之間的距離。【審題】兩次經(jīng)過A點和B點相當(dāng)于從A點和B點分別做豎直上拋運動，可直接應(yīng)用豎直上拋運動關(guān)系求解【解析】解法一：物體豎直上拋做勻減速直線運動，設(shè)A、B兩點距地面高度分別為hA和hB，根據(jù)位移公式：，則有……………………………………①解得物體兩次經(jīng)過A點所用時間分別為：兩次經(jīng)過A點的時間差為：…………………………………………②同理物體兩次經(jīng)過B點的時間差為：…………………………………………………………③由①②③解得解法二：設(shè)A點和B點到最高點

5、的距離分別為hA和hB，則據(jù)自由落體運動規(guī)律可得：……………………………………①…………………………………………②由①②解得【總結(jié)】豎直上拋運動中經(jīng)過同一個位置的時間間隔定是上升過程中的某一時刻和下降過程中的某一時刻的兩時刻之差值，這個時間差的一半等于從最高點落到拋出點的時間。即應(yīng)用時間的對稱性解決此類問題是非常方便的。（3）豎直上拋運動中的多解處理法例3：某人在高層樓房的陽臺外側(cè)以20m/s的速度豎直向上拋出一個石塊，石塊運動到離拋出點15m處時，所經(jīng)歷的時間為多少？（不計空氣阻力，取g=10m/s2）【審題】對于此題我們首先應(yīng)明白它是運動

6、學(xué)中典型的勻變速運動模型，物理情景為先豎直上拋運動然后為自由落體，豎直上拋為勻減速運動，他同自由落體運動具有對稱性，體現(xiàn)在時間對稱，速度對稱，位移對稱。與出發(fā)點相距15m有兩種可能，即在拋出點以上及在拋出點以下，然后利用運動學(xué)公式對兩種情況整體列式。石塊運動到離拋出點15m處時，石塊的位置是在拋出點上方還是在拋出點下方？如果是在拋出點上方的話，是處于上升階段還是處于下降階段？從題意來看，石塊拋出后能夠上升的最大高度為Hm>15m。這樣石塊運動到離拋出點15m處的位置必定有兩個，因而所經(jīng)歷的時間必為三個?！窘馕觥渴瘔K上升到最高點所用的時間為：2

7、s前石塊第一次通過“離拋出點15m處”；2s時石塊到達(dá)最高點，速度變?yōu)榱?，隨后石塊開始做自由落體運動，會第二次經(jīng)過“離拋出點15m處”；當(dāng)石塊落到拋出點下方時，會第三次經(jīng)過“離拋出點15m處”。這樣此題應(yīng)有三解。當(dāng)石塊在拋出點上方距拋出點15m處時，取向上為正方向，則位移，代入公式得：解得??。對應(yīng)著石塊上升時到達(dá)“離拋出點15m處”時所用的時間，而則對應(yīng)著從最高點往回落時第二次經(jīng)過“離拋出點15m處”時所用的時間。由于石塊上升的最大高度H=20m，所以，石塊落到拋出點下方“離拋出點15m處”時，自由下落的總高度為HOB=20m+15m=35

8、m，下落此段距離所用的時間這樣石塊從拋出到第三次經(jīng)過“離拋出點15m處”時所用的時間為：【總結(jié)】由于同一距離離拋出點的位移不同，經(jīng)過同一位置時有速度不同，所以在豎直