第一章 第3课时 自由落体运动和竖直上抛运动（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

第❸课时　自由落体运动和竖直上抛运动 一、自由落体运动 二、竖直上抛运动 , (2022·江苏学考)在住宅小区内高空抛物是非常危险的行为。若物体从20 m高处自由下落，不计空气阻力，取重力加速度为10 m/s2，则物体到达地面的速度为(　　) A．5 m/s　　　　 B．10 m/s C．15 m/s D．20 m/s D　解析：由v2＝2gh得v＝＝ m/s＝20 m/s, D正确。 考点一 自由落体运动 自由落体运动规律的快捷应用 (1)从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶… (2)从运动开始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 1．我国运动员陈芋汐曾获得2019年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　解析：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，B正确。 2.人对周围发生的事情，都需要一段时间来作出反应。从人发现情况到采取行动所经历的时间，被称为反应时间。下面的实验能测出反应时间。如图所示，乙同学先把手放在直尺0 cm的位置做捏住直尺的准备，但手不能碰直尺，看到甲同学放开直尺时，乙同学立即捏住下落的直尺，已知乙同学捏住10 cm的位置，反应时间为0.14 s。若丙同学进行同样的实验，捏住了20 cm的位置，则丙同学的反应时间为(　　) A．0.28 s B．0.24 s C．0.20 s D．0.16 s C　解析：根据s1＝gt12，s2＝gt22，得＝＝＝，则有t2＝t1＝×0.14 s≈0.20 s，C正确。 3．(2022·黑龙江密山高三测试)甲、乙两物体分别从10 m和20 m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是(　　) A．落地时甲的速度是乙的 B．甲落地的时间是乙的2倍 C．下落1 s时甲的速度与乙的速度相同 D．甲、乙两物体在最后1 s内下落的高度相等 C　解析：由速度位移公式有v＝，落地时甲、乙的位移之比为1∶2，则速度之比为1∶，A错误；由位移公式有t＝，则甲、乙落地的时间之比为1∶，B错误；下落1 s时甲、乙均未落地，由v＝gt可知，甲的速度与乙的速度相同，C正确；由题意可知，乙下落的位置比甲高，乙在最后1 s内下落的平均速度比甲大，所以甲、乙两物体在最后1 s内下落的高度不相等，D错误。 考点二 竖直上抛运动 1．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： 2．竖直上抛运动的两种研究方法 分段法 上升过程的匀减速阶段，下落过程的自由落体阶段 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，习惯上取v0的方向为正方向，则h＝v0t－gt2，v＝v0－gt，v2－v02＝－2gh 【典例1】气象站在一次大气科考活动中，探空气球以v0＝10 m/s的速度匀速上升，当到达离地面高度h＝175 m处时，一个螺钉突然脱离气球，那么： (1)该螺钉经多长时间落到地面？ (2)该螺钉落地时的速度多大？(空气阻力不计，g取10 m/s2) 答案：(1)7 s　(2)60 m/s 解析：(方法一：分成上升阶段和下落阶段两个过程处理) 由于惯性的原因，螺钉要继续上升的时间t1和上升的高度h1分别为t1＝＝1 s h1＝＝5 m 所以螺钉离地面的最大高度为 H＝h1＋h＝180 m 螺钉从最高处自由下落，落地时间和落地速度大小分别为 t2＝＝6 s v＝gt2＝60 m/s 所以螺钉在空中运动的时间为 t＝t1＋t2＝7 s。 (方法二：取全过程作为一个整体考虑) 从螺钉脱离气球开始计时，经时间t重物落到地面，规定初速度方向为正方向，则重物在时间t内的位移 h′＝－175 m， 由位移公式有h′＝v0t－gt2 即－175＝10t－×10t2＝10t－5t2 整理得t2－2t－35＝0 解得t1＝7 s，t2＝－5 s(舍去) 所以螺钉的落地速度为 v＝v0－gt＝10 m/s－10×7 m/s＝－60 m/s 其中负号表示落地速度方向与初速度方向相反，即落地速度大小为60 m/s，方向竖直向下。 4.如图所示，篮球架下的运动员原地竖直起跳扣篮，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