1.3自由落体运动-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024高考物理一轮复习100考点100讲 第一章 直线运动 第1.3讲 自由落体运动 【学科素养解读】 【考点知识精讲】 1．自由落体运动的特点 v0＝0，a＝g的匀加速直线运动。 2．自由落体运动的规律 (1)速度公式：v＝gt。 (2)位移公式：h＝gt2。 (3)速度与位移的关系式：v2＝2gh(h为物体下落的高度，不是距离地面的高度)。 【特别提醒】 物体由静止开始的自由下落过程中才是自由落体运动，从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，而是竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决竖直下抛运动问题。 3. 伽利略对自由落体运动的研究 ①伽利略通过逻辑推理的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论． ②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理―→猜想与假设―→实验验证―→合理外推．这种方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来． 　伽利略与亚里士多德 3.　竖直上抛运动 (1)运动特点：加速度为g，上升阶段做匀减速运动，下降阶段做自由落体运动． (2)运动性质：匀变速直线运动． (3)基本规律 ①速度公式：v＝v0－gt； ②位移公式：x＝v0t－gt2； ③速度—位移公式：v2－v＝－2gx. 竖直上抛运动的几个特殊量 上升的最大高度H＝， 上升到最高点所用的时间T＝， 从抛出到回到抛出点所用的时间t＝， 回到抛出点时的速度v＝－v0. 【方法归纳】 1．可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题。 (1)从运动开始连续相等的时间内位移之比为1∶3∶5∶7∶…。 (2)一段时间内的平均速度＝＝＝gt。 (3)连续相等的时间T内位移的增加量相等，即Δh＝gT2。 2．竖直上抛运动的解题方法 竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动,处理时可采用两种方法: (1)分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶线段和下落过程的自由落体阶段。 (2)全程法:将全过程视为初速度为v0,加速度a=-g的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向,则v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方。 3. .竖直上抛运动的对称性 如图所示,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则: (1)时间对称性 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 物体上升过程经过A点的速度大小与下降过程经过A点的速度大小相等。 【典例分析】（2022重庆高三2月质检）伽利略相信，自然界的规律是简单明了的。他从这个信念出发，猜想落体的速度应该是均匀变化的。为验证自己的猜想，他做了“斜面实验”，如图所示。发现铜球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比，改变球的质量或增大斜面倾角，上述规律依然成立。于是，他外推到倾角为的情况，得出落体运动的规律。结合以上信息，判断下列说法正确的是 A. 伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律时为了便于测量速度 B. 伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律时为了便于测量加速度 C. 由“斜面实验”的结论可知，铜球运动的速度随位移均匀增大，说明速度均匀变化成立 D. 由“斜面实验”的结论可知，铜球运动的速度随时间均匀增大，说明速度均匀变化成立 【高考真题精练】 1. （2021高考新课程湖北卷）2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（　　） A.0.2 s B.0.4s C.1.0 s D.1.4s 2.（2018海南物理）一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为 A. 10m B. 30m C. 50m D. 70m 3．(2014·浙江1月学考)据说，当年牛顿躺在树下被一个从树上掉下的苹果砸中，从而激发灵感发现了万有引力定律。假设苹果以大约6 m/s的速度砸中牛顿，那么苹果下落前离地高度约为(g取10 m/s2)(　　) A．1 m B．1.8 m C．3.6 m D．6 m 4. （2019全国理综I卷18）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足 A．1<<2 B．2<<3 C．3<<4 D．4<<