第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动-2024届高中物理一轮复习提升素养导学案（全国通用）

第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 学习目标 明确目标 确定方向 1. 掌握自由落体运动规律 2. 掌握竖直上抛运动运动规律 3. 能够利用自由落体和竖直上抛运动规律解决实际问题 【知识回归】 回归课本 夯实基础 一．自由落体运动 (1)定义：物体只受_重力，从静止开始下落． (2)规律：①速度公式v＝gt；②位移公式h＝gt2；③速度位移关系式v2＝2gh. 二．竖直上抛运动 1定义：加速度为g，上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动． 2规律： （1）速度公式v＝v0－gt； （2）位移公式h＝v0t－gt2； （3）速度位移关系式v2－v＝－2gh 二．研究方法 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．竖直上抛运动的特性——对称性 （1）上升和下降同一高度时间相同 （2）经过同一点速率相等 【典例分析】 精选例题 提高素养 【例1】．一个物体从离地某一高度处开始做自由落体运动，该物体第1s内的位移恰为最后1s内位移的二分之一，已知重力加速度大小取，则它开始下落时距落地点的高度为（　　） A．15m B．12.5m C．11.25m D．10m 例1【答案】C 【详解】物体第1s内的位移为 则物体最后1s内的位移为 物体最后1s内的平均速度为 解得 则下落的时间为 则物体开始下落时距落地点的高度为 故选C。 【例2】．2021年8月4日东京奥运会上，我国年仅14岁的优秀女子跳水运动员全红婵在跳台上腾空而起的英姿如图所示。跳台距水面10m，假设当她恰好到达最高点时她的重心离跳台台面的高度为1m，当她下降到手触及水面时，她的重心离水面的距离也是1m，设她在空中受到的阻力为自身重力的，取重力加速度大小g=10m/s2，则关于她的跳水过程，下列分析正确的是（　　） A．她跳水时从最高点下落到手触及水面的过程做自由落体运动 B．她跳水时从最高点到双手触水的全过程需要约3s C．手触及水面时，她的速度大小为m/s D．手触及水面时，她的速度大小为m/s 例2【答案】D 【详解】A．由于有空气阻力，所以她跳水时从最高点下落到手触及水面的过程不是做自由落体运动，则A错误； B．由牛顿第二定律有 ， 代入数据解得 ， 所以B错误； CD．手触及水面时，她的速度大小为 所以D正确；C 错误； 故选D。 【例3】．一颗炮弹在空中发生爆炸，分裂成A、B两块，A竖直向上运动，B竖直向下运动，忽略空气的阻力，以炮弹炸裂开始计时，则（　　） A．在两弹片均未落地前，以A为参考系，B做自由落体运动 B．在B弹片落地后，以A为参考系，B匀速上升 C．在两弹片均未落地前，A、B之间的距离与时间成正比 D．在B弹片落地后，A、B之间的距离与时间的二次方成正比 例3【答案】C 【详解】A．自由落体运动的物体初速度为零，加速度为重力加速度，若以A为参考系，B的初速度不为零，故A错误； B．B落地后，A可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，若A上升，以A为参考系，B下降；若A下降，以A为参考系，B可能上升也可能下降，故B错误； C．由运动学公式可得 所以AB间距离为 由此可知，A、B之间的距离与时间成正比，故C正确； D．若B落地，则 所以 由此可知，A、B之间的距离与时间的二次方不成正比，故D错误。 故选C。 【例4】．在研究自由落体运动的过程中，伽利略通过实验和逻辑推理，发现问题、解决问题，开创了近代科学的研究方法，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。下列说法正确的是（　　） A．在牛顿建立“速度”概念的前提下，伽利略猜想自由落体运动速度的变化对时间是均匀的 B．伽利略通过数学运算得出：要验证，只需验证即可 C．由于落体运动时间“太短”不能直接测量，伽利略设计斜面实验将运动时间“延长” D．伽利略认为，如果完全排除空气阻力，所有物体都下落的同样快 例4【答案】CD 【详解】A．为了研究自由落体运动，伽利略建立了“速度”概念，A