内容正文:
01
第3节 自由落体与竖直上抛运动 多过程运动
第3节 自由落体与竖直上抛
一、自由落体
1.质点穿过一段距离的问题
一、自由落体
第3节 自由落体与竖直上抛
2.杆穿过一个点的问题
一、自由落体
第3节 自由落体与竖直上抛
3.杆穿过一段距离的问题
第3节 自由落体与竖直上抛
二、竖直上抛
第3节 自由落体与竖直上抛
1.基础题型
2.竖直上抛的相遇问题
二、竖直上抛
第3节 自由落体与竖直上抛
2.竖直上抛的相遇问题
二、竖直上抛
第3节 自由落体与竖直上抛
3.竖直上抛的相对运动问题
第3节 自由落体与竖直上抛
二、竖直上抛
第3节 自由落体与竖直上抛
4.类竖直上抛运动
自由落体运动的初速度为0,加速度为g,满足匀变速直线运动的三个推论与初速度为零的匀变速直线运动的四个运动规律.
【原型题1】从楼顶上落下一个铅球(看成质点),它通过高为h=1m的窗户所用的时间Δt=0.1s,取g=10m/s2,求楼顶到窗户下边的高度H.
【原型题2】如图所示,长为L=5m的一木杆AB自然下垂悬挂在天花板上,剪短绳子后,木板做自由落体运动,取g=10m/s2,求木杆全部通过距A点下方hAC=25m处的C点所经历的时间.
【原型题3】如图所示,木杆长5m,上端固定在某一点,由静止释放后让它做自由落体运动,木杆通过悬点正下方20m处圆筒AB,圆筒AB长为5m,取g=10m/s2,求:
(1)木杆经过圆筒的上端A所用的时间t1是多少
笔记
竖直上抛运动是初速度竖直向上,加速度为g的匀变速直线运动,匀变速直线运动的规律均适用于竖直上抛运动.
等效法
上抛过程:利用反向思维看成自由落体的逆过程
下落过程:自由落体运动
将竖直上抛等效成两段由自由落体运动.
对称性
速度对称:上升和下降过程中经过同一位置速度大小相等,方向相反
时间对称:从某一位置上升到最高点和从最高点下降到该位置的时间相等
解题
方法
分段法:上升阶段和下降阶段分开求解;
整体法:由于竖直上抛过程是匀变速直线运动,因此可直接利用公式求解,注意矢量性
图像法:利用运动图像求解
【原型题4】一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过一个较低的点a的时间间隔是Ta,两次经过一个较高点b的时间间隔是Tb,重力加速度为g,求a、b之间的距离.
【原型题5】小球每隔0.2s从同一高度抛出,做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰,取g=10m/s2,第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为( )
A.三个
B.四个
C.五个
D.六个
【原型题6】在地面上以初速度2v0竖直上抛一物体A后,又以初速度v0在同一地点竖直上抛另一物体B,若要使两物体能在空中相遇,则两物体抛出的时间间隔Δt必须满足什么条件(不计空气阻力)( )
A.Δt>eq \f(v0,t)
B.Δt<eq \f(2v0,g)
C.eq \f(v0,g)<Δt<eq \f(2v0,g)
D.eq \f(2v0,g)<Δt<eq \f(4v0,g)
总结
多质点做竖直上抛运动,考察质点的相遇问题时,可利用位移与时间的图像解答,这样更加直观、简单.
【原型题7】如图所示,地面上竖直放置一长为L的空心钢管,钢管正上方某一高度出固定一小球,小球的直径小于空心管的直径,某时刻将小球由静止释放,同时给钢管一竖直向上的初速度v0,不计空气阻力,重力加速度为g,求小球穿过钢管的时间.(设小球可在空中完全穿过钢管)
总结
如果沿同一直线运动的两质点的加速度相同,那么它们之间的相对运动为匀速运动.利用相对运动解决相遇问题也是一种较为简便的方法.
笔记
若小球以某一初速度沿光滑斜面上滑,上滑到最高点后,仍能以相同的加速度匀加速下滑,则小球在全过程中的加速度大小、方向均不变,运动性质与竖直上抛运动完全相同,可将小球的运动看成类竖直上抛运动.
【原型题8】(多选)一物体以5m/s的初速度在光滑斜面上向上匀减速运动,其加速度大小为2m/s2,设斜面足够长,经过t时间物体位移的大小为4m,则时间t可能为( )
A.1s
B.3s
C.4s
D.eq \f(5+\r(41),2)s
$$