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第二章 匀变速直线运动
5A新学案 物理 · 必修第一册(粤教版)
第二章 匀变速直线运动
微专题1 竖直上抛运动
3. 研究方法
(1) 分段法:上升阶段v=v0-gt,h=v0t-eq \f(1,2)gt2;下落阶段v=gt,h=eq \f(1,2)gt2.
(2) 整体法:可将竖直上抛运动视为初速度为v0,加速度为-g的匀减速直线运动.选竖直向上为正方向,则有v=v0-gt,h=v0t-eq \f(1,2)gt2.
①若v>0,物体上升;若v<0,物体下降.
②若h>0,物体在抛出点上方;若 h <0,物体在抛出点下方.
必备知识·记忆理解
匀减速
自由落体
2. 物理公式中涉及的描述运动的物理量共五个:t、v0、v、a、s,而每个公式中都含有四个量,因此明确三个量就可求出另外的两个量,方法如下:
无位移s,也不要求位移
选用速度公式v=v0+at
无末速度v,也不要求末速度
选用位移公式s=v0t+eq \f(1,2)at2
无运动时间t,也不要求运动时间
选用速度位移公式v2-veq \o\al(2,0)=2as
没有加速度a,也不涉及加速度
选用平均速度位移公式s=____________
eq \f(v0+v,2)t
基础内化
1. (多选)(2022·安徽滁州明光中学)从匀加速上升的气球上释放一物体,在放出的瞬间,物体相对地面将具有( )
A. 向上的速度
B. 向下的速度
C. 没有速度
D. 向下的加速度
2. (2022·江苏南京外国语学校)将物体竖直向上抛出后,下面各图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线的是( )
INCLUDEPICTURE"bbb142.TIF"
A
B
C
D
解析:竖直上抛运动上升阶段:匀减速直线运动,加速度大小为g,所以速率均匀减小.v-t图像是向下倾斜的直线;竖直上抛运动下落阶段:自由落体运动,加速度大小为g,所以速率均匀变大.v-t图像是向上倾斜的直线;整个过程中加速度始终为g,所以在v-t图像上,两段直线的斜率大小相等,倾斜程度相同.D正确.
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分类悟法
考向1 竖直上抛运动问题求解
1. 竖直上抛运动的特性
D
(1) 对称性
①时间对称性:如物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA.
②速度对称性:如物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等,方向相反.
(2) 多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段.
2. 典型物理量的分析求解
(1) 上升的最大高度H=eq \f(02-v\o\al(2,0),-2g)=_____.
(2) 上升时间t=eq \f(0-v0,-g)=_____;据对称性有下落时间t下=eq \f(v0,g),故运动总时间t=_____.
(3) 落回速度vt=-v0,与初速度v0大小相等,方向相反.
3. 考查分析:竖直上抛运动是加速度为定值的简单的匀变速直线运动,可以分过程处理,也可以全程分析,如果结合对称性,注意多解性,问题不难解决.还可以将上升过程当成自由落体的逆过程分析.
关键能力·分析应用
eq \f(v\o\al(2,0),-2g)
eq \f(2v0,g)
(2022·深圳中学)一物体以20 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,取g=10 m/s2.以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,它在抛出之后前3 s内的位移和路程分别是( )
A. 15 m;15 m
B. 15 m;25 m
C. 25 m;25 m
D. 25 m;15 m
解析:物体上升的总时间为t1=eq \f(v0,g)=eq \f(20,10)s=2 s,上升的最大高度为h1=eq \f(v\o\al(2,0),2g)=eq \f(202,2×10) m=20 m,下落时间为t2=1 s,下落1 s通过的位移为h2=eq \f(1,2)gteq \o\al(2,2)=5 m,所以3 s内物体的路程为s=h1+h2=25 m,位移为x=h1-h2=15 m,B正确.
考向2 解题思想方法研究
1. 匀变速直线运动的基本规律包括推论公式都是矢量式,解题时,均需先选定正方向,一般情况下规定初速度v0的方向为正方向,当v0=0时,以加速度a的方向为正方向.
2. 总结归纳一下,运动学问题的解法或解题思想方法,有以下6种:
B
3. 考查分析:知道、理解并灵活运用上述6种解题思想方法,是很重要的,具体解题时,要注意 “一画,二选,三注”.
(2022·广东实验中学)每年夏天在我国台湾地区都有一场超热闹的热气球嘉年华.一热气球下端悬挂一重物