第一章 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一　自由落体运动 考点二　竖直上抛运动 学习目标 学后评价 1.掌握自由落体运动的定义、条件、特点,并灵活运用 完成□　　　继续□ 2.能使用分段法、全程法处理竖直上抛运动问题 完成□　　　继续□ 3.理解掌握竖直上抛运动特点,能灵活处理竖直上抛运动的多解、对称性问题 完成□　　　继续□ 返回 考点一　自由落体运动 返回 考点一　自由落体运动 【核心要点】 自由落体运动的几类常见问题 曝光径迹问题 穿越时间问题 两物体自由下落问题 返回 【典例剖析】 角度1　自由落体运动规律的应用 【典例1】(2024·广西选择考)让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落,P1在下落的第1 s末速度大小为v1,再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2,使P2从原高度自由下落,P2在下落的第1 s末速度大小为v2,g取10 m/s2,则(　　) A.v1=5 m/s　　　　　　B.v1=10 m/s C.v2=15 m/s D.v2=30 m/s 【解析】选B。石块自由下落做自由落体运动,速度与质量无关,则下落1 s后速度为v1=v2=gt=10 m/s2×1 s=10 m/s,故选B。 返回 [母题变式](多选)如图所示,若将石块P1和P2通过长为l的轻绳连接,现用手拿着上端的P1由静止释放两石块,释放时石块P1距离地面的高度为h(h足够高),两石块相继落地的时间间隔为Δt,两石块落地后不再反弹,不考虑空气阻力,则下列说法中正确的是(　　) A.石块P1落地速度比石块P2落地速度小 B.两石块从释放至最后都落地的过程中,轻绳的拉力一直为零 C.在下落的第1 s内,石块P1通过的位移大于石块P2通过的位移 D.若增大h,则两个石块相继落地的时间间隔Δt变小 返回 【解析】选B、D。P2落地前,以P1、P2为整体,可知整体做自由落体运动,轻绳的拉力为0;P2落地后,绳子松弛,轻绳的拉力仍为0,P1继续做自由落体运动,则有v2=,v1=,可知P1落地速度比P2落地速度大,故A错误,B正确; 在下落的第1 s内,石块P1、P2都做自由落体运动,由h'=gt2可知,两者位移相同,故C错误;若增大h,则石块P2落地时,石块P1的速度v变大,则根据匀变速直线运动规律有 l=v·Δt+g·(Δt)2 可知,两个石块相继落地的时间间隔Δt一定变小,故D正确。 返回 角度2　杆、链的自由落体运动 【典例2】教材互鉴 (教科版必修一 2.5节自我评价T4)长为5 m的竖直杆从高层楼房房顶自由下落,在这个杆的下方距杆的下端5 m处有一面广告牌,若这面广告牌的高度也是5 m,则这根杆通过广告牌的时间为多长? 【解析】杆从高层楼房房顶自由下落,杆的下方到距杆的下端h=5 m的广告牌的用时满足关系式h=g 解得t1==1 s 杆从高层楼房房顶自由下落,杆的上方刚通过广告牌的用时满足关系式 h+L+l=g解得t2== s 杆通过广告牌的时间为t=t2-t1=(-1) s 答案:(-1) s 返回 考点二　竖直上抛运动 返回 【核心要点】 竖直上抛运动的研究方法 分段法 全程法 返回 【典例剖析】 角度1　上抛运动 【典例3】(多选)(2024·重庆模拟)为研究抛体运动的规律,小池同学将一个物体从某位置以v0=10 m/s 的初速度竖直向上抛出,设抛出瞬间为t=0时刻(不计空气阻力,g取10 m/s2),则下列说法正确的是(　　) A.t=1 s时物体恰好到达最高点 B.从t=0到t=2 s,物体经过的路程为20 m C.物体运动到与出发点相距5 m时对应的时刻可能是t=3 s D.物体在第一个0.5 s内与第三个0.5 s内的位移大小之比为3∶1 返回 【解析】选A、D。 返回 角度2　自由落体运动与竖直上抛运动相遇问题 【典例4】(多选)(2024·岳阳模拟)如图所示,乙球静止于地面上,甲球位于乙球正上方h处,现从地面上竖直上抛乙球,初速度v0=10 m/s,同时让甲球自由下落,不计空气阻力。(取g=10 m/s2,甲、乙两球可看作质点)下列说法正确的是(　　) A.无论h为何值,甲、乙两球一定能在空中相遇 B.当h=10 m时,乙球恰好在最高点与甲球相遇 C.当h=15 m时,乙球不能在下降过程中与甲球相遇 D.当h<10 m时,乙球能在上升过程中与甲球相遇 返回 关键点拨　解答本题的关键是“找关系” 【解析】选B、D。设两球在空中相遇,所需时间为t,根据运动学公式可得gt2+v0t- gt2=h,可得t=,而乙球的落地时间t1=,两球在空中相遇的条件是t<t1,整理得h<20 m,故A错误;若两球恰好在乙球最高点相遇,满足的条件是t=t1,代入数据整理得h=10 m,故B正确;由于10 m<h=15 m<20 m,可得乙球能在下降过程中与甲球相遇,故C错误;当h<10 m时,乙球还没有上升到最高点就与甲球相遇,故D正确。 返回 [变式训练]如图所示,从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度H处有一物体B开始自由下落,两物体在空中同时到达同一高度h时速度大小均为v,则下列说法正确的是(　　) A.两物体在空中运动的加速度相同,运动的时间相等 B.A上升的最大高度小于B开始下落时的高度H C.两物体在空中同时到达同一高度时,该位置一定在B 开始下落时高度H的中点下方 D.A上抛的初速度与B落地时速度大小均为2v 返回 【解析】选D。设两物体从开始运动到相遇的时间为t,A竖直上抛的初速度为v0,则由题意有gt=v0-gt=v 解得v0=2v,根据竖直上抛运动的对称性可知,B自由下落到地面的速度为2v,在空中运动时间为tB= 物体A竖直上抛在空中运动时间为tA=2×= 故D正确,A错误。 返回 物体A能上升的最大高度为hA== B开始下落的高度为H=g()2= 显然两者相等,故B错误。 两物体在空中同时到达同一高度时,B下降的高度为H-h=gt2=g()2==H 两物体在空中同时到达同一高度时,该位置在B开始下落时高度H的中点上方, 故C错误。 返回 $