【步步高】2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章第3課時(shí) 自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)

《【步步高】2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章第3課時(shí) 自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【步步高】2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章第3課時(shí) 自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3課時(shí)自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.掌握自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用.2.掌握豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用一、自由落體運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)導(dǎo)引一個(gè)石子從樓頂自由落下，那么：(1)它的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是_(2)從石子下落開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，它的速度為_(kāi)(3)這段時(shí)間t內(nèi)石子的位移是h_，同時(shí)有v2_.知識(shí)梳理1概念：物體只在_作用下，從_開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)2基本特征：只受重力，且初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)3基本規(guī)律由于自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式及其推論都適用于自由落體運(yùn)動(dòng)(1)速度公式：vgt(2)位移公式：hgt2(3)位移與速度的關(guān)系：v

2、22gh4推論(1)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，也等于末速度的一半，即gt(2)在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)下落的位移差hgT2(T為時(shí)間間隔)二、豎直上拋運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)導(dǎo)引豎直向上拋出一小石子，初速度為v0，那么：(1)它的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是_(2)從開(kāi)始上拋計(jì)時(shí)，t時(shí)刻小石子的速度為v_.(3)從開(kāi)始上拋計(jì)時(shí)，t時(shí)刻小石子離地面的高度為h_.(4)從開(kāi)始上拋計(jì)時(shí)，小石子到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間為t1_，最高點(diǎn)離拋出點(diǎn)的高度：hm_.(5)從開(kāi)始上拋計(jì)時(shí)，小石子落回拋出點(diǎn)的時(shí)間為t2_，落回拋出點(diǎn)的速度為v_.知識(shí)梳理1概念：將物體以一定的初速度_拋出去，物體只在_作用下的運(yùn)動(dòng)叫豎直上拋運(yùn)動(dòng)2基本特征：只受重力作用且初

3、速度_，以初速度的方向?yàn)檎较颍瑒ta_ _.3運(yùn)動(dòng)分析：上升階段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下降階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，全過(guò)程可看作勻減速直線運(yùn)動(dòng)4基本公式：v_，h_，v2v_.思考：豎直上拋運(yùn)動(dòng)中若計(jì)算得出的速度和位移的值為負(fù)值，則它們表示的意義是什么？考點(diǎn)一自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用考點(diǎn)解讀自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此一切勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式均適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，特別是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系式，更是經(jīng)常在自由落體運(yùn)動(dòng)中用到典例剖析例1在學(xué)習(xí)了伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究后，甲同學(xué)給乙同學(xué)出了這樣一道題：一個(gè)物體從塔頂落下(不考慮空氣阻力)，物體到達(dá)地面前最后一秒

4、內(nèi)通過(guò)的位移為整個(gè)位移的，求塔高H(取g10 m/s2)乙同學(xué)的解法：根據(jù)hgt2得物體在最后1 s內(nèi)的位移h1gt25 m，再根據(jù)得H13.9 m，乙同學(xué)的解法是否正確？如果正確說(shuō)明理由，如果不正確請(qǐng)給出正確解析過(guò)程和答案思維突破由本題的解答過(guò)程，我們可以體會(huì)到選取合適的物理過(guò)程作為研究對(duì)象是多么重要，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式都對(duì)應(yīng)于某一運(yùn)動(dòng)過(guò)程，復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中選擇恰當(dāng)?shù)难芯窟^(guò)程是關(guān)鍵跟蹤訓(xùn)練1如圖1所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5所示小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每次曝光的位置連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T，每塊磚的厚度為d.根據(jù)圖中的信息，下列判斷錯(cuò)誤

5、的是()A位置“1”是小球的初始位置B小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)圖1C小球下落的加速度為D小球在位置“3”的速度為考點(diǎn)二豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用考點(diǎn)解讀1豎直上拋運(yùn)動(dòng)的研究方法(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，下降過(guò)程是上升過(guò)程的逆過(guò)程(2)整體法：從全過(guò)程來(lái)看，加速度方向始終與初速度的方向相反，所以也可把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看成是一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)2豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性如圖2所示，物體以初速度v0豎直上拋，A、B為途中的任意兩點(diǎn)，C為最高點(diǎn)，則(1)時(shí)間對(duì)稱性：物體上升過(guò)程中從AC所用時(shí)間tAC和下降過(guò)程中從CA所用時(shí)間tCA相等，同理tABtBA.(

6、2)速度對(duì)稱性：物體上升過(guò)程經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度與下降過(guò)程經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大小相等特別提醒在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方某一位圖2 圖2置時(shí)，可能處于上升階段，也可能處于下降階段，因此這類問(wèn)題可能造成時(shí)間多解或者速度多解典例剖析例2某人站在高樓的平臺(tái)邊緣，以20 m/s的初速度豎直向上拋出一石子求：(1)物體上升的最大高度是多少？回到拋出點(diǎn)所用的時(shí)間為多少？(2)石子拋出后通過(guò)距拋出點(diǎn)下方20 m處所需的時(shí)間不考慮空氣阻力，取g10 m/s2.思維突破對(duì)稱法在運(yùn)動(dòng)學(xué)中的應(yīng)用對(duì)稱性是物理美的重要體現(xiàn)，在很多物理現(xiàn)象和物理過(guò)程中都存在對(duì)稱問(wèn)題而利用對(duì)稱法解題也是一種科學(xué)的思維方法，應(yīng)用該法可以避免

7、復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和推導(dǎo)，直接抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)、出奇制勝、快速簡(jiǎn)潔地解答問(wèn)題針對(duì)本題，豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升過(guò)程和下降過(guò)程具有對(duì)稱性，物體經(jīng)過(guò)某點(diǎn)或某段的位移、時(shí)間、速度等都可利用對(duì)稱法快速求出跟蹤訓(xùn)練2一氣球以10 m/s2的加速度由靜止從地面上升，10 s末從它上面掉出一重物，它從氣球上掉出后經(jīng)多少時(shí)間落到地面？(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)2.“臨界分析法”解決拋體相遇問(wèn)題例3在高為h處，小球A由靜止開(kāi)始自由落下，與此同時(shí)，在A的正下方地面上以初速度v0豎直向上拋出另一小球B，求A、B在空中相遇的時(shí)間與地點(diǎn)，并討論A、B相遇的條件(不計(jì)空氣阻力作用，重力加速度為g)方法提煉1臨界問(wèn)題的特點(diǎn)(

8、1)物理現(xiàn)象的變化面臨突變性(2)對(duì)于連續(xù)變化問(wèn)題，物理量的變化出現(xiàn)拐點(diǎn)，呈現(xiàn)出兩性，即能同時(shí)反映出兩種過(guò)程和兩種現(xiàn)象的特點(diǎn)2分析方法：解決臨界問(wèn)題，關(guān)鍵是找出臨界條件一般有兩種基本方法：(1)以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問(wèn)題的一般規(guī)律和一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解；(2)直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求出研究問(wèn)題的規(guī)律和解跟蹤訓(xùn)練3如圖3所示，A、B兩棒長(zhǎng)均為L(zhǎng)1 m，A的下端和B的上端相距s20 m，若A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng)，A做自由落體運(yùn)動(dòng)，B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，初速度v040 m/s.求：(1)A、B兩棒何時(shí)相遇；(2)從相遇開(kāi)始到分離所需的時(shí)間 圖3A組自由落體運(yùn)動(dòng)1伽

9、利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，開(kāi)創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，這就是()A對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)歸納的方法B用科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的方法C對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)歸納，并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的方法D抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法2一個(gè)小石塊從空中a點(diǎn)自由落下，先后經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和c點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力已知它經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度為v，經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度為3v.則ab段與ac段位移之比為()A13 B15 C18 D193如圖4所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)10 m的直桿由A點(diǎn)靜止釋放，求它通過(guò)距A點(diǎn)為h30 m，高為h1.5 m的窗戶BC所用的時(shí)間t.(g取10 m/s2)圖4B組豎直上拋運(yùn)動(dòng)4蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰

10、空并做空中運(yùn)動(dòng)為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力時(shí)間圖象，假如作出的圖象如圖5所示設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度是(g取10 m/s2) ()圖5A1.8 m B3.6 m C5.0 m D7.2 m5在某一高度以v020 m/s的初速度豎直上拋一個(gè)小球(不計(jì)空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為10 m/s時(shí)，以下判斷錯(cuò)誤的是(g取10 m/s2) ()A小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為15 m/s，方向向上B小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為5 m/s，方向向下C小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小

11、可能為5 m/s，方向向上D小球的位移大小一定是15 m6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10 m/s的速度勻速上升到某一高度時(shí)，研究人員從熱氣球上將產(chǎn)品自由釋放，測(cè)得經(jīng)11 s產(chǎn)品撞擊到地面不計(jì)產(chǎn)品所受的空氣阻力，求產(chǎn)品的釋放位置距地面的高度(g取10 m/s2)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練第3課時(shí)自由落體與豎直上拋運(yùn)動(dòng)(限時(shí)：50分鐘)一、選擇題1甲物體的質(zhì)量是乙物體質(zhì)量的5倍，甲從H高處自由下落，同時(shí)乙從2H高處自由下落，下列說(shuō)法中正確的是(高度H遠(yuǎn)大于10 m)()A兩物體下落過(guò)程中，同一時(shí)刻甲的速率比乙的大B下落1 s末，它們的速度不相等C各自下落1 m

12、，它們的速度不相等D下落過(guò)程中甲的加速度比乙的大2某同學(xué)身高1.8 m，在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過(guò)了1.8 m高度的橫桿據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度大約為(g取10 m/s2)()A2 m/s B4 m/s C6 m/s D8 m/s3石塊A自塔頂自由落下高度為m時(shí)，石塊B自離塔頂n處(在塔的下方)自由下落，兩石塊同時(shí)落地，則塔高為()Amn B.C. D.4.取一根長(zhǎng)2 m 左右的細(xì)線，5個(gè)鐵墊圈和一個(gè)金屬盤在線的一端系上第一個(gè)墊圈，隔12 cm再系一個(gè)，以后墊圈之間的距離分別為36 cm、60 cm、84 cm，如圖1所示，站在椅子上，向上提起線的另一端，讓線自由垂

13、下，且第一個(gè)墊圈緊靠放在地面上的金屬盤內(nèi)松手后開(kāi)始計(jì)時(shí)，若不計(jì)空氣阻力，則第2、3、4、5各墊圈()A落到盤上的聲音時(shí)間間隔越來(lái)越大B落到盤上的聲音時(shí)間間隔相等圖1圖1C依次落到盤上的速率關(guān)系為12D依次落到盤上的時(shí)間關(guān)系為1(1)()(2)5 “蹦床”是奧運(yùn)體操的一種競(jìng)技項(xiàng)目，比賽時(shí)，可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用壓力傳感器記錄運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)彈性網(wǎng)的壓力，并由計(jì)算機(jī)作出壓力(F)時(shí)間(t)圖象，如圖2為某一運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)計(jì)算機(jī)作出的Ft圖象，不計(jì)空氣阻力，則關(guān)于該運(yùn)動(dòng)員，下列說(shuō)法正確的是()圖2A裁判打分時(shí)可以把該運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)看成質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)B1 s末該運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)速度最大C1 s末到2

14、s末，該運(yùn)動(dòng)員在做減速運(yùn)動(dòng)D3 s末該運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)6.小球從空中某處從靜止開(kāi)始自由下落，與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處，此過(guò)程中小球速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖3所示，則 ()A在下落和上升兩個(gè)過(guò)程中，小球的加速度不同B小球開(kāi)始下落處離地面的高度為0.8 m圖3C整個(gè)過(guò)程中小球的位移為1.0 mD整個(gè)過(guò)程中小球的平均速度大小為2 m/s7一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下，某攝影愛(ài)好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛(ài)好者用直尺量出軌跡的長(zhǎng)度，如圖4所示已知曝光時(shí)間為 s，則小石子出發(fā)點(diǎn)離A點(diǎn)的距離約為 ()A6.5 m B10 mC20 m D45 m圖48在塔頂上將一物體豎

15、直向上拋出，拋出點(diǎn)為A，物體上升的最大高度為20 m，不計(jì)空氣阻力，設(shè)塔足夠高則物體位移大小為10 m時(shí)，物體通過(guò)的路程不可能為()A10 m B20 m C30 m D50 m9不計(jì)空氣阻力，以一定的初速度豎直上拋一物體，從拋出至回到拋出點(diǎn)的時(shí)間為t，現(xiàn)在物體上升的最大高度的一半處設(shè)置一塊擋板，物體撞擊擋板前后的速度大小相等、方向相反，撞擊所需時(shí)間不計(jì)，則這種情況下物體上升和下降的總時(shí)間約為()A0.5t B0.4t C0.3t D0.2t10在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中，需要精確的重力加速度g值，g值可由實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定近年來(lái)測(cè)g值的一種方法叫“對(duì)稱自由下落法”，它是將測(cè)g

16、歸于測(cè)長(zhǎng)度和時(shí)間，具體做法是：將真空長(zhǎng)直管沿豎直方向放置，自其中O點(diǎn)向上拋小球又落到原處的時(shí)間為T2，在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)比O點(diǎn)高H的P點(diǎn)，小球離開(kāi)P點(diǎn)到又回到P點(diǎn)所用的時(shí)間為T1，測(cè)得T1、T2和H，可求得g等于 ()A. B.C. D.二、非選擇題11一礦井深125 m，在井口每隔一定時(shí)間自由落下一個(gè)小球當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口開(kāi)始下落時(shí)，第1個(gè)小球恰好到達(dá)井底則相鄰兩小球開(kāi)始下落的時(shí)間間隔為_(kāi) s，這時(shí)第3個(gè)小球和第5個(gè)小球相距_ m(g取10 m/s2)122020年5月20日，在天津市奧體中心進(jìn)行的2020年全國(guó)跳水冠軍賽男子10米跳臺(tái)決賽中，來(lái)自四川隊(duì)的選手邱波以552.75分的成績(jī)

17、獲得冠軍他在跳臺(tái)上騰空而起，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)他的重心離臺(tái)面的高度為1 m，當(dāng)他下降到手觸及水面時(shí)要伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，這時(shí)他的重心離水面也是1 m設(shè)他靜止站在臺(tái)面上時(shí)重心距臺(tái)面的高度為0.8 m，重力加速度g10 m/s2，問(wèn)：(1)他的起跳速度約是多大？(2)從起跳到入水(手掌觸水)共需多長(zhǎng)時(shí)間？13.如圖5所示，質(zhì)量為m的小車，靜止在光滑的水平地面上，車長(zhǎng)為L(zhǎng)0，現(xiàn)給小車施加一個(gè)水平向右的恒力F，使小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)在小車的正前方x0處的正上方H高處，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從靜止開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)(重力加速度為g)，問(wèn)恒力F滿足什么條件時(shí)小 圖5球可以落到小車上？復(fù)

18、習(xí)講義基礎(chǔ)再現(xiàn)一、基礎(chǔ)導(dǎo)引(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng)(2)gt(3)gt22gh知識(shí)梳理1.重力靜止二、基礎(chǔ)導(dǎo)引(1)勻減速直線運(yùn)動(dòng)(2)v0gt(3)v0tgt2(4)(5)v0知識(shí)梳理1.豎直向上重力2.豎直向上g4.v0gtv0tgt22gh思考：速度是負(fù)值表示物體正在下落，而位移是負(fù)值則表示物體正在拋出點(diǎn)下方課堂探究例1見(jiàn)解析解析乙同學(xué)的解法不正確根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，設(shè)物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷的時(shí)間為t，通過(guò)的位移為H，物體在(t-1)秒內(nèi)的位移為h.據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有H=gt2h=g(t-1)2由題意得=聯(lián)立以上各式解得H=125 m跟蹤訓(xùn)練1A例2(1)20 m4 s(2)(

19、22 ) s跟蹤訓(xùn)練210(1) s例3見(jiàn)解析解析設(shè)相遇時(shí)間為t，相遇點(diǎn)離地面高度為y，則兩球相遇必在同一位置，具有相同的y.所以yv0tgt2hgt2，即v0th.所以相遇時(shí)間為t.將t代入y的表達(dá)式中，yhgt2hgh(1)，即為相遇點(diǎn)離地面的高度討論：若A、B能在空中相遇，則y0，即h(1)0.所以10，即v0 為A、B在空中相遇的條件當(dāng)在B球的最高點(diǎn)相遇時(shí)，應(yīng)有g(shù)t2h，且t，解得v0.當(dāng) v0時(shí)，在B球上升過(guò)程中兩球相遇跟蹤訓(xùn)練3(1)0.5 s(2)0.05 s分組訓(xùn)練1D 2D30.51 s 4C5.B6495 m課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練1B2B3B4B5D6B7C8B9C10A110.53512(1)2 m/s(2)1.61 s13mgx0/HFmg(x0L0)/ H