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《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1章 運動的描述 勻變速直線運動 第3課時 自由落體和豎直上拋運動學(xué)案.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第3課時 自由落體和豎直上拋運動考點1 自由落體運動1．定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。2．特點：v0＝0，a＝g。(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。[例1] (2017·湖北重點中學(xué)聯(lián)考)如圖所示木桿長5m，上端固定在某一點，由靜止放開后讓它自由落下(不計空氣阻力)，木桿通過懸點正下方20m處圓筒AB，圓筒AB長為5m，取g＝10m/s2，求：(1)木桿通過圓筒的上端A所用的時間t1是多少？(2)木桿通過圓筒AB所用的時間t2是多少？解析 (1)木桿由靜止開始做自由落體運動，木桿的下端到達圓筒上端A用
2、時，由位移公式h＝gt2知t下A＝＝s＝s木桿的上端到達圓筒上端A用時t上A＝＝s＝2s則木桿通過圓筒上端A所用的時間t1＝t上A－t下A＝(2－)s。(2)木桿的上端離開圓筒下端B用時t上B＝＝s＝s則木桿通過圓筒所用的時間t2＝t上B－t下A＝(－)s。答案 (1)(2－)s (2)(－)s應(yīng)用自由落體運動規(guī)律解題時的兩點注意(1)自由落體運動的實質(zhì)是初速度為零的勻加速直線運動的一種應(yīng)用。可充分利用自由落體運動初速度為零的特點、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題。(2)物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運動，從中間截取的一段運動過程不是自由落體運動，而是豎直下拋運動，應(yīng)該
3、用初速度不為零的勻變速直線運動規(guī)律去解決問題。(人教版必修1P45·T5改編)如圖所示是小球自由下落過程中用頻閃照相的方法獲得的軌跡的一部分，用刻度尺量出計量點1、2之間的距離為7.65cm,2、3之間的距離為8.73cm，已知每次閃光的時間間隔為s，則小球運動到計數(shù)點2時的瞬時速度為________，小球下落的重力加速度為________。答案 2.46m/s 9.72m/s2解析 已知小球做自由落體運動，故其運動遵循勻變速直線運動的規(guī)律，所以小球運動到計數(shù)點2時的瞬時速度v2＝＝＝＝×10－2m/s≈2.46m/s。由Δx＝aT2得a＝，故小球下落的重力加速度g＝＝×
4、10－2m/s2＝9.72m/s2?？键c2 豎直上拋運動1．定義：將物體以初速度v0豎直向上拋出后只在重力作用下的運動。2．特點：取豎直向上為正方向，則初速度為正值，加速度為負值。(1)速度公式：v＝v0－gt。(2)位移公式：h＝v0t－gt2。(3)速度位移關(guān)系式：v2－v＝－2gh。(4)上升的最大高度：H＝。(5)上升到最高點所用的時間：t＝。3．豎直上拋運動實質(zhì)是勻變速直線運動，先做勻減速直線運動到速度為零再做初速度為零的勻加速直線運動。[例2] 氣球下掛一重物，以v0＝10m/s的速度勻速上升，當(dāng)?shù)竭_離地面高度h＝175m處時，懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物
5、經(jīng)多長時間落到地面？落地時的速度多大？(空氣阻力不計，g取10m/s2)解析 解法一：分段法繩子斷裂后重物要繼續(xù)上升的時間t1和上升的高度h1分別為t1＝＝1sh1＝＝5m故重物離地面的最大高度為H＝h1＋h＝180m重物從最高處自由下落，落地時間t2和落地速度v分別為t2＝＝6sv＝gt2＝60m/s所以從繩子突然斷裂到重物落地共需時間為t＝t1＋t2＝7s。解法二：全程法從繩子斷裂開始計時，經(jīng)時間t后重物落到地面，規(guī)定初速度方向為正方向，則重物在時間t內(nèi)的位移h′＝－175m，由位移公式有h′＝v0t－gt2即－175＝10t－×10t2＝10t－5t2t2－2t－3
6、5＝0解得t1＝7s，t2＝－5s(舍去)所以重物落地速度為v＝v0－gt＝10m/s－10×7m/s＝－60m/s其中負號表示方向向下，與初速度方向相反。答案 7s 60m/s1．豎直上拋運動的兩種研究方法(1)分段法：將全程分為兩個階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段。(2)全程法：將全過程視為初速度為v0，加速度a＝－g的勻變速直線運動，必須注意物理量的矢量性。習(xí)慣上取v0的方向為正方向，則v>0時，物體正在上升；v<0時，物體正在下降；h>0時，物體在拋出點上方；h<0時，物體在拋出點下方。2．巧用豎直上拋運動的對稱性(1)速度對稱：上升和下降過程
7、經(jīng)過同一位置時速度等大反向。(2)時間對稱：上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時間和下降時間相等。3．可逆類問題的研究方法如果物體先做勻減速直線運動，減速為零后又反向做勻加速直線運動，且全過程加速度大小、方向均不變，故求解時可對全過程列式，但必須注意x、v、a等矢量的正負號及物理意義。將一個物體在t＝0時刻以一定的初速度豎直向上拋出，t＝0.8s時物體的速度大小變?yōu)?m/s(g取10m/s2)，則下列說法正確的是( )A．物體一定是在t＝3.2s時回到拋出點B．t＝0.8s時刻物體的運動方向可能向下C．物體的初速度一定是20
