1、第3講 自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動,1自由落體運(yùn)動 (1)定義：物體僅在_作用下從_開始下落,的運(yùn)動,重力,靜止,(2)實(shí)質(zhì)：初速度為_加速度為_的,_直線運(yùn)動,零,重力加速度,勻加速,一、自由落體運(yùn)動的規(guī)律,2自由落體運(yùn)動的加速度(重力加速度) (1)特點(diǎn)：在同一地點(diǎn)，一切物體做自由落體運(yùn)動的加速度,都_，這個(gè)加速度叫重力加速度，用 g 表示,相同,(2)大?。涸诘厍虮砻嫔喜煌牡胤?，重力加速度的大小是 不同的，它隨緯度的升高而_，隨海拔的升高而 _無特殊說明，一般取 g_m/s2；粗略計(jì)算,時(shí)，可取 g_m/s2.,增大,減小,9.8,10,(3)方向：_.,豎直向下,1豎直上拋運(yùn)動：把物

2、體以一定初速度 v0 沿著豎直方向,重力,向上拋出，僅在_作用下物體所做的運(yùn)動 2豎直上拋運(yùn)動規(guī)律,(1)vt_. (2)s_.,v0gt,(4)兩個(gè)特征量：最大高度 h_；從拋出到落回,拋出點(diǎn)的運(yùn)動時(shí)間 t_.,二、豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律,2gh,【基礎(chǔ)檢測】 1兩物體分別從不同高度自由下落，同時(shí)落地，第一個(gè)物,),下落時(shí)，兩物體相距(,體下落時(shí)間為 t，第二個(gè)物體下落時(shí)間為 ，當(dāng)?shù)诙€(gè)物體開始,答案：D,逆向?qū)ΨQ性，小球從最高點(diǎn)落至該位置的時(shí)間為t t,2一個(gè)小球豎直向上拋出，兩次經(jīng)過拋出點(diǎn)上方距離拋出 點(diǎn)的高度為 10 m 處的時(shí)間間隔為t2 s，則小球的上拋初速度 v0 有多大？從拋出到返

3、回原處，小球共經(jīng)歷了多長時(shí)間？(g 取,10 m/s2),解：因?yàn)樾∏騼纱谓?jīng)過距拋出點(diǎn)高度為 10 m 處的時(shí)間間隔 為t2 s，所以，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的上升階段與下降階段的,1 s.,再根據(jù)速率的對稱性，小球上升至該位置的速度為,小球從拋出到返回原處的總運(yùn)動時(shí)間為,考點(diǎn)1 自由落體運(yùn)動的規(guī)律,所有勻變速直線運(yùn)動的推論，包括初速度為零的比例式結(jié),論，都適用于自由落體運(yùn)動,重點(diǎn)歸納,【考點(diǎn)練透】 1(2015 年上海十三校聯(lián)考)在真空中，將蘋果和羽毛同時(shí),從同一高度由靜止釋放，下列頻閃照片中符合事實(shí)的是(,),A,B,C,D,答案：C,2(2015 年北京大學(xué)附屬中學(xué)月考)如圖 1-3-1 所示

4、，在地 面上一盤子 C 的正上方 A 處有一金屬小球 a 距 C 為 20 m，在 B 處有另一個(gè)金屬小球 b 距 C 為 15 m，小球 a 比小球 b 提前 1 s,由靜止釋放(g 取 10 m/s2)則(,),Ab 先落入 C 盤中，不可能在下落過程 中相遇 Ba 先落入 C 盤中，a、b 下落過程相 遇點(diǎn)發(fā)生在 BC 之間某位置 Ca、b 兩小球同時(shí)落入 C 盤 D在 a 球下落過程中，a、b 兩小球相,遇點(diǎn)恰好在 B 處,圖 1-3-1,答案：D,考點(diǎn) 2 豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律 重點(diǎn)歸納,1分段法分析豎直上拋運(yùn)動,上升過程：vt0、ag 的勻減速直線運(yùn)動,下降過程：自由落體運(yùn)動 2整體

5、法分析豎直上拋運(yùn)動,將上升和下降過程統(tǒng)一看成是初速度 v0 向上，加速度 g 向,下的勻變速直線運(yùn)動,速度公式：vtv0gt.,位移公式：hv0t gt2.,當(dāng) h0 時(shí)，表示物體拋出后落回拋出點(diǎn)后繼續(xù)下落到拋出 點(diǎn)下方的某一位置此時(shí) t 有兩解：一解為正值，表示物體下 落到拋出點(diǎn)下方某處時(shí)所用時(shí)間；另一解為負(fù)值，應(yīng)舍去 注意：當(dāng)物體經(jīng)過拋出點(diǎn)上方某個(gè)位置時(shí)，可能處于上升,階段，也可能處于下降階段，造成多解vt 與 h 有正有負(fù)，正,負(fù)代表不同的意義,典例剖析,例 1：某校一課外活動小組自制一枚火箭，設(shè)火箭從地面 發(fā)射后，始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為 做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過 4

6、 s 到達(dá)離地面 40 m 高處時(shí)燃料恰好 用完，若不計(jì)空氣阻力，取 g10 m/s2，求：,(1)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度 (2)火箭上升離地面的最大高度,(3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時(shí)間,解：設(shè)燃料用完時(shí)火箭的速度為 v1，所用時(shí)間為 t1.,火箭的運(yùn)動分為兩個(gè)過程，第一個(gè)過程為做勻加速上升運(yùn),動，第二個(gè)過程為做豎直上拋運(yùn)動至到達(dá)最高點(diǎn),所以火箭上升離地面的最大高度 hh1h240 m20 m,60 m.,(3)方法一,分段分析法,方法二 整體分析法,備考策略：分段法和整體法貫穿整個(gè)高中的物理學(xué)習(xí)中， 一定要掌握如同連接體問題中受力分析的整體法和隔離法， 動能定理中可以用分段法，

7、也可以用整體法列方程等大多數(shù) 題目用整體法比較簡潔方便，也有少數(shù)題目一定要用分段法才 可以解出來，解題的時(shí)候要認(rèn)真領(lǐng)會,【考點(diǎn)練透】 3(2015 年安徽宿州模擬)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)，以下判斷正確的是(g 取 10 m/s2)(,),A小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小一定為 15 m/s，方 向向上 B小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小一定為 5 m/s，方向 向下 C小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小一定為 5 m/s，方向 向上 D小球的位移大小一定是 15 m,解析：小球被豎直向上拋出，做的是勻變速直線運(yùn)動

8、，平,均速度可以用勻變速直線運(yùn)動的平均速度公式,求出，,規(guī)定豎直向上為正方向，當(dāng)小球的末速度大小為 10 m/s、方向 豎直向上時(shí)，v10 m/s，用公式求得平均速度為 15 m/s，方向 豎直向上；當(dāng)小球的末速度大小為 10 m/s、方向豎直向下時(shí)， v10 m/s，用公式求得平均速度大小為 5 m/s，方向豎直向上 故 A、B、C 錯(cuò)誤；由于末速度大小為 10 m/s 時(shí)，球的位置一,定，距起點(diǎn)的位移 h,15 m，D 正確,答案：D,4在豎直的井底，將一物塊以 11 m/s 的速度豎直地向上拋 出，物塊沖過井口時(shí)被人接住，在被人接住前 1 s 內(nèi)物塊的位移 是 4 m，位移方向向上，不計(jì)

9、空氣阻力，g 取 10 m/s2，求：,(1)物塊從拋出到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間 (2)此豎直井的深度,解：(1)設(shè)被人接住前 1 s 時(shí)刻物塊的速度為 v，,方法,“對稱法”在豎直上拋運(yùn)動中的應(yīng)用,在豎直上拋運(yùn)動的上升階段和下降階段，速度、時(shí)間都具 有對稱性，分析問題時(shí)，注意利用對稱性如上升、下落經(jīng)過 同一位置時(shí)的速度大小相等、方向相反；從該位置到最高點(diǎn)的 上升時(shí)間與從最高點(diǎn)落回該位置的時(shí)間相等,如圖 1-3-2 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) 1時(shí)間對稱性 物體上升過程中從 AC 所用時(shí)間 tAC 和下降過程 中從 CA 所用時(shí)間 tCA相等，同

10、理tABtBA. 2速度對稱性： 物體上升過程經(jīng)過 A 點(diǎn)的速度與下降過程經(jīng)過 A 點(diǎn)的速度大小相等,3能量對稱性：,圖 1-3-2,物體從 AB 和從 BA 重力勢能變化量的大小相等，均等 于 mghAB.,(t4t1)2(t3t2)2,例 2：一個(gè)小球做豎直上拋運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間 t1 上升到位置 x1，上升到位置 x2 的時(shí)間為 t2，小球上升到最高點(diǎn)后下落到位 置 x2的時(shí)間為t3，繼續(xù)下落到位置x1的時(shí)間為t4 (說明：各時(shí)間,均以開始運(yùn)動計(jì)時(shí))求證重力加速度 g,8(x2x1),.,審題突破：此題求證結(jié)果較為復(fù)雜，若不加選擇地套用豎 直上拋運(yùn)動公式，則很難理出頭緒，但如果抓住豎直上拋運(yùn)

11、動 中時(shí)間的對稱性從某一位置上升到最高點(diǎn)和從最高點(diǎn)落回 該位置所用的時(shí)間相等，則可簡化問題的處理,證明：設(shè)最高點(diǎn)到位置 x1的距離為 h1，T1為從 x1上升到最,高點(diǎn)，又落回 x1 的總時(shí)間,則 T1t4t1,小球從最高點(diǎn)自由落體運(yùn)動到 x1 的過程有,設(shè)最高點(diǎn)到位置 x2的距離為 h2，T2為從 x2 上升到最高點(diǎn)，,又落回 x2 的總時(shí)間,則 T2t3t2,小球從最高點(diǎn)自由落體運(yùn)動到 x2 的過程有 而 h1h2x2x1,同類延伸：高中物理階段碰到的對稱問題很多，如斜拋運(yùn) 動過程的對稱、電路的對稱、圖象的對稱、粒子在電場或磁場 中運(yùn)動的對稱以及彈簧振子振動過程的對稱等,【觸類旁通】,1(多選)關(guān)于豎直上拋運(yùn)動，下列說法正確的是(,),A上升過程的加速度大于下降過程的加速度 B當(dāng)物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)