第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题-【金版教程】2025年高考物理一轮复习解决方案全书word（新教材）

高考科学复习解决方案 　物理 第讲　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 [教材阅读指导] (对应人教版必修第一册相关内容及问题) 第二章第4节图2.4­1，轻重不同的物体下落快慢的研究：在现实生活中人们看到物体下落的快慢不同的原因是什么？ 提示：受到空气阻力的影响。 第二章第4节观察“表　一些地点的重力加速度”，总结重力加速度的变化规律。 提示：从赤道到两极，重力加速度逐渐变大。 第二章第4节[科学漫步]图2.4­6，伽利略的斜面实验中如何测量时间？如何由斜面上的运动规律推出自由落体的运动规律？ 提示：当时只能靠滴水计时，让铜球沿阻力很小的斜面滚下，“冲淡”了重力，使加速度变小，时间变长，更容易测量。合理外推将斜面的倾角增大到90°。 第二章第4节[练习与应用]T6，如何制作一把“人的反应时间测量尺”？ 提示：根据自由落体运动公式算出直尺下落的时间，即为人的反应时间。 必备知识　梳理与回顾 一、自由落体运动 1．定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 2．运动性质：初速度v0＝0、加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。 3．基本规律 (1)速度与时间的关系式：v＝gt。 (2)位移与时间的关系式：h＝gt2。 (3)速度与位移的关系式：v2＝2gh。 4．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“重的物体下落得快”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)和谐地结合起来。 二、竖直上抛运动 1．运动特点：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．基本规律 (1)速度与时间的关系式：v＝v0－gt。 (2)位移与时间的关系式：h＝v0t－gt2。 (3)速度与位移的关系式：v2－v＝－2gh。 (4)上升的最大高度：H＝。 (5)上升到最高点所用时间：t上＝。 一、堵点疏通 1．物体由某高度从静止下落一定做自由落体运动。(　　) 2．竖直上抛最高点速度为零而加速度不为零。(　　) 3．竖直上抛的上升阶段速度变化量的方向是向下的。(　　) 答案　1.×　2.√　3.√ 二、对点激活 (人教版必修第一册·第二章第4节[练习与应用]T4改编)有一种“傻瓜”照相机，其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节，而快门(曝光时间)是固定不变的。为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间，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模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5 m的高度下落，每块砖的平均厚度为6 cm，请估算这架照相机的曝光时间为(　　) A．0.01 s B．0.02 s C．0.1 s D．0.2 s 答案　B 解析　解法一(公式法)：图中AB的实际长度为AB＝0.12 m，A到地面的高度h1＝8.5×6 cm＝0.51 m，B到地面的高度h2＝6.5×6 cm＝0.39 m，设开始下落点为O，则hOA＝H－h1＝1.99 m，hOB＝H－h2＝2.11 m。由hOA＝gt得t1≈0.63 s，由hOB＝gt得t2≈0.65 s。曝光时间Δt＝t2－t1＝0.02 s，故B正确。 解法二(估算法)：自由落体运动到A点的速度为v＝≈6.3 m/s。因为0.12 m远小于1.99 m，故可以近似地将AB段的运动当作匀速直线运动，故t＝≈0.02 s，故B正确。 关键能力　发展与提升 考点一　自由落体运动　　深化理解 应用自由落体运动规律解题时的两点注意 (1)自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，可利用比例关系及推论等规律解题。 ①从开始下落，连续相等时间内下落的高度之比为1∶3∶5∶7∶…。 ②Δv＝gΔt。相等时间内，速度变化量相同。 ③连续相等时间T内下落的高度之差Δh＝gT2。 (2)物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动，而从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，等效于竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题。 考向1自由落体运动基本规律的应用 例1　(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 [答案]　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，