第1章 第3讲 自由落体运动（word教参）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第3讲　自由落体运动 考点一　自由落体运动(重难共研类) 1．自由落体运动的特点：初速度为零，只受重力作用。 2．自由落体运动的三个基本公式： (1)速度公式：v＝gt。 (2)位移公式：h＝gt2。 (3)速度—位移关系式：v2＝2gh。 【微判断】 (1)某物体从某高度处由静止下落，则一定做自由落体运动。(×) (2)苹果落地的运动可以看成自由落体运动。(√) (3)雨滴的运动可以看成自由落体运动。(×) 处理自由落体运动的方法 由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故初速度为零的匀加速直线运动的比例关系及有关推论等可以直接用于解答自由落体问题： 1．从静止开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶… 学生用书第9页 2.从静止开始任意一段时间内的平均速度＝＝＝gt。 3．连续相等时间T内的下落高度之差Δh＝gT2。 如图所示木杆长5 m，上端固定在某一点，由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力)，木杆通过悬点正下方20 m处的圆筒AB，圆筒AB长为5 m，取g＝10 m/s2，求： (1)木杆通过圆筒的上端A所用的时间t1； (2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2。 解析：　(1)木杆由静止开始做自由落体运动， 设木杆的下端到达圆筒上端A所用的时间为t下A h下A＝gt下A2 h下A＝20 m－5 m＝15 m 解得t下A＝ s 设木杆的上端到达圆筒上端A所用的时间为t上A h上A＝20 m＝gt上A2，解得t上A＝2 s 则木杆通过圆筒上端A所用的时间 t1＝t上A－t下A＝(2－) s。 (2)设木杆的上端到达圆筒下端B所用的时间为t上B h上B＝gt上B2 h上B＝20 m＋5 m＝25 m 解得t上B＝ s 则木杆通过圆筒所用的时间t2＝t上B－t下A＝(－) s。 答案：　(1)(2－) s　(2)(－) s 1．【自由落体运动位移公式的应用】 (2021·湖北高考)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．0.4 s C．1.0 s D．1.4 s B　[陈芋汐下落的整个过程所用的时间为t＝＝ s≈1.4 s，下落前5 m的过程所用的时间为t1＝ ＝ s＝1 s，则陈芋汐用于姿态调整的时间约为t2＝t－t1＝0.4 s。] 2．【自由落体运动平均速度的应用】 利用手机的照相功能可以研究自由落体运动。实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条径迹，已知手机照相的曝光时间为0.02 s，每块砖的平均厚度为6 cm，估算石子释放点距地面的高度最接近(　　) A.2.3 m B．2.5 m C．1.8 m D．2.0 m A　[石子在曝光时间内的平均速度为v＝＝ m/s＝6 m/s，可近似将此速度看成是石子到A点时的瞬间速度，取g＝10 m/s2，根据v2－0＝2gh，解得h＝＝1.8 m，释放总高度H＝h＋7.5l＝1.8 m＋7.5×0.06 m≈2.3 m，故选A。] 3．【自由落体运动规律的综合应用】 (2022·福建五校第二次联考)宇航员在某星球上做自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的物体从足够高的高度自由下落，测得物体在第5 s内的位移是18 m，则(　　) A．物体在2 s末的速度是20 m/s B．物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s C．物体自由下落的加速度是5 m/s2 D．物体在5 s内的位移是50 m D　[根据运动学公式Δx＝at22－at12＝18 m，t2＝5 s，t1＝4 s，解得a＝4 m/s2，选项C错误；物体在2 s末的速度为v2＝4×2 m/s＝8 m/s，选项A错误；物体在5 s内的位移为x5＝×4×52 m＝50 m，选项D正确；物体在第5 s内的位移为18 m，故物体在第5 s内的平均速度为18 m/s，选项B错误。] 考点二　竖直上抛运动(重难共研类) 1．竖直上抛运动的特点：初速度方向竖直向上，只受重力作用。 2．竖直上抛运动的三个基本公式： (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－v02＝－2gh。 【微判断】 (1)竖直向上抛出的乒乓球的运动可以看成竖直上抛运动。(×) (2)做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度变化量的方向是向下的。(√) (3)当竖直上抛运动的速度为负值时，位移也一定为负值。(×) 1．竖直上抛运动的研究