第二章专题六：竖直上抛运动 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

专题:竖直上抛运动 第二章　匀变速直线运动的研究 1.理解竖直上抛运动是匀变速直线运动(重点)。 2.会分析竖直上抛运动的运动规律,会利用分段法或全程法求解竖直上抛运动的有关问题(重难点)。 3.知道竖直上抛运动的对称性。 学习目标 2 自由落体运动 匀变速直线运动 自由落体运动 自由落体运动是初速度为零、加速度恒定（g）的匀加速直线运动 自由落体运动还满足初速度为零的比例公式 知识回顾 3 (1)定义：物体以初速度v0竖直向上抛出，且抛出后只在重力作用下的运动，称为竖直上抛运动。 (2)运动的性质(一般规定：竖直向上为正方向) 初速度v0 >0，加速度a=-g的匀变速直线运动 (3)运动的规律 (4)v—t图像 v O t a上=a下=-g v0>0 a=-g 竖直上抛运动 竖直上抛运动的处理方法 1.分段法 2.整体法 (对全程列式，通常取向上为正) 上升阶段:匀减速直线运动 下降阶段:自由落体运动 (1)落地点在抛出点上方(正位移) (2)落地点在抛出点下方(负位移) 3.对称法： 速度大小、时间都具有对称性 4.图像法： a上=a下=-g t上 t下 v t O v0 -v0 例1、如图所示是2008年北京奥运会跳水比赛中运动员从离水面10m高的跳台向上跃起，举双臂直体离开台面，重心（此时其重心位于从手到脚全长的中点）升高0.45m达到最高点。落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计），从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多长？ (忽略空气阻力，g取10m/s2) 竖直上抛典例 竖直上抛运动典型问题一：处理方法 解析一（分段）：运动员在空中的运动可看作竖直上抛运动，情景如图。从起跳到最高点的过程可看成竖直上抛运动，重心上升的高度h=0.45m，上升过程的时间t1=0.3s.从最高点自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度Ｈ=10.45 m，下落过程的时间t2＝1.45s。要完成空中动用的时间t=t1+t2=1.75s 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 解析二（全过程）：将上升过程看成反向初速度为０匀加速直线运动，则有v02=2gh１，其中h１=0.45m,解得v0=3m/s． 以初速度v0方向为正方向，将运动员从离开跳台到手触水面全过程看成匀减速直线运动，故有a=-g=-10m/s2，位移大小为10m，方向竖直向下，故有h=-10m 由x=v0t+at2,代入数据解得t=1.75s 例2：在某塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20 m,不计空气阻力,设塔足够高。(重力加速度g取10 m/s2) (1)求物体抛出的初速度大小及落回原处的速度大小; 设初速度为v0,取竖直向上为正方向,有-2gh=0-,解得v0=20 m/s。 由对称性可知,落回原处时速度也为20 m/s。 答案　20 m/s　20 m/s 竖直上抛运动典型问题二：多解性 (2)物体位移大小为10 m时,求物体可能通过的路程; 答案　10 m　30 m　50 m 位移大小为10 m,有三种可能:向上运动时x=10 m,返回时在抛出点上方10 m,返回时在抛出点下方10 m,对应的路程分别为s1=10 m, s2=(20+10) m =30 m, s3=(40+10) m=50 m。 (3)若塔高25 m,求物体从抛出到落地的时间及落地时的速度大小。 答案　5 s　30 m/s 方法一　分段法: 选竖直向上为正方向,由0=v0-gt1 得t1==2 s 从最高点到落地点 由H=g 得t2=3 s 落地速度v=gt2=30 m/s 从抛出到落地的时间t=t1+t2=5 s 方法二　全过程分析法: 对整个过程 -h0=v0t-gt2 代入数据-25=20t-×10t2 得t=5 s v=v0-gt=(20-10×5) m/s=-30 m/s 则落地速度大小为30 m/s,方向竖直向下。 注意：竖直上抛位置不定引起多解 1.当物体处于抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成多解。 2.只给出位移大小时,可能处于抛出点上方,也可能处于抛出点下方,造成多解。 竖直上抛运动典型问题三：竖直上抛和自由落体相遇 例3.(多选)(2024·潍坊市高一期中)甲物体从离地面高度H处无初速度释放,同时乙物体从地面以初速度v0竖直向上抛出,两物体同时到达离地面H高度处,重力加速度为g,不计空气阻力,则（ ） A.从自由下落到相遇,经过的时间为t= B.甲物体落到地面时,乙物体仍在上升 C.相遇时,甲、乙两物体的速度大小均为 D.乙上升的最大高度为H 解析 两者相遇时,甲的位移为H=gt2,乙的位移为H=v0t-gt2, 甲、乙的位移之和为H,则有gt2+v0t-gt2=H,可得H=, t=,故A正确; 乙物体上升到最高点所用时间为t1=,物体甲的位移为 h=g=g× ()2==H,即甲物体落到地面时,乙物体上升到了最高点,故B错误; 甲、乙相遇时的运动时间为t=,甲的速度为v甲=gt=, 乙的速度为v乙=v0-gt=,故C正确; 乙做竖直上抛运动,上升的最大高度为h==H, 故D正确。 1.特点 2.规律 3.图像 t上 t下 v t O v0 a上=a下=-g 小结：竖直上抛运动 上升和下落过程完全对称 匀变速直线运动 $$