第1章 第4节 自由落体和竖直上抛运动-【高考零起点】2026年新高考物理总复习学用Word（艺考）

该高中物理高考复习学案系统梳理了自由落体和竖直上抛运动核心考点，以定义阐释为基础，通过典型例题（如竖直上抛运动的高度与时间计算）构建“概念-规律-应用”的知识链条，引导学生自主推导运动公式，形成对匀变速直线运动的整体物理观念。 亮点在于诊断性练习与科学思维培养，设置10道分层练习题（含2024江苏卷、2021湖南卷真题），学生可通过错题定位薄弱环节，结合例题中分段法与全过程法的对比分析，提升科学推理能力。学案通过任务驱动（如推导位移公式）和反思性练习，帮助学生自主构建个性化知识体系，教师可依据学情精准指导，实现高效备考。

第四节　自由落体和竖直上抛运动 1.物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。 2.物体只在重力的作用下，以某一初速度沿竖直方向向上抛出的运动叫做竖直上抛运动。 例　某人站在高楼的平台边缘，以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子。不考虑空气阻力，取g=10 m/s2。求： (1)石子上升的最大高度及回到抛出点所用的时间； (2)石子抛出后到达距抛出点下方20 m处所需的时间。 　　　　　　　　　　 1.学生课桌的高度大约为0.8 m，若一块橡皮自桌边自由下落，其下落到地面的时间约为 (　　) A.0.2 s B.0.4 s C.0.6 s D.0.8 s 2.甲、乙两物体从同一高度同时做自由落体运动，且甲物体的质量是乙物体的4倍，则下列说法中正确的是 (　　) A.甲比乙先着地 B.乙比甲先着地 C.甲比乙的加速度大 D.甲与乙加速度一样大 3.一个物体做自由落体运动，重力加速度为g，先后经过空中M、N两点时的速度分别为v1和v2，则下列说法不正确的是 (　　) A.MN的间距为 B.经过MN所需时间为 C.经过MN的平均速度为 D.经过M点的加速度小于N点的加速度 4.(多选)一个可视为质点的小石块从塔顶自由下落，它在最后1 s内的位移是20 m(取g=10 m/s2)，则 A.石块的末速度是20 m/s B.石块的末速度是25 m/s C.石块的下落时间是2 s D.石块下落过程中的平均速度为12.5 m/s 5.(2024江苏卷)喷泉a、b出射点高度相同，形成如图所示的形状，不计空气阻力，则喷泉a、b的 (　　) A.加速度相同 B.初速度相同 C.最高点的速度相同 D.在空中的时间相同 6.(2021湖南卷)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是 (　　) A.推力F先增大后减小 B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C.墙面对凹槽的压力先增大后减小 D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 7.一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1 s内的位移大小是s，则它在第3 s内的位移大小是(　　) A.5s B.7s C.9s D.3s 8.竖直向上抛出一小球，3 s末落回到抛出点，则小球在第2 s内的位移(不计空气阻力)是 (　　) A.0 B.5 m C.10 m D.1.25 m 9.甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处同时自由落下，以下几种说法中正确的是 (　　) A.两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙大 B.下落1 s末，它们的速度相等 C.各自自由下落1 m时，它们的速度不相等 D.下落过程中甲的加速度比乙大 10.(多选)如图所示，在水平地面上方有三个金属小球a、b、c，a、b、c小球离地面的高度分别为h1、h2和h3，且满足h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若先后释放a、b、c三个小球，使三个小球刚好同时落地，不计空气阻力，则 (　　) A.a、b、c小球到达地面时的速度大小之比是1∶∶ B. a、b、c小球运动时间之比为∶∶1 C.下落过程中，小球间的距离不断变小 D.三个小球运动的加速度大小与各自的质量成正比 第四节　自由落体和竖直上抛运动 典例精析 例　(1)20 m，4 s　(2)(2＋2)s 【解析】 解法一：(1)上升过程为匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，v0=20 m/s，a1=－g，v=0，根据匀变速直线运动公式v2－=2ax，v=v0＋at得 石子上升的最大高度H= m=20 m 上升时间t1= s=2 s 下落过程为自由落体运动，取竖直向下为正方向。v0'=0，a2=g，回到抛出点时，x1=H，根据自由落体运动规律得 下落到抛出点的时间t2= s=2 s t=t1＋t2=4 s 所以最大高度H=20 m，从抛出点抛出到回到抛出点所用时间为4 s。 (2)到达抛出点下方20 m处时，x2=40 m，从最高点下落到抛出点下方20 m处所需的时间 t2'= s=2 s t'=t1＋t2'=(2＋2) s 所以石子抛出后到达距抛出点下方20 m处所需的时间为(2＋2) s。 解法二：(1)全过程分析，取竖直向上为正方向，v0=20 m/s，a=－g，到达最大高度时v=0，回到原抛出点时x1=0，落到抛出点下方20 m处时x=－20 m，由匀变速直线运动公式得 最大高度H= m=20 m 回到原抛出点时，x1=v0t1－g，t1= s=4 s (2)到达距抛出点下方20 m处时，x=v0t2－g，代入数据解得 巩固练习 1.B　【解析】h=gt2，得橡皮落地时间 t= s=0.4 s，故A、C、D错误，B正确。 2.D　【解析】甲、乙做自由落体运动，加速度相同，大小为g，因为高度相同，根据h=gt2知，高度相同，则运动时间相同，甲、乙同时落地。故D正确，A、B、C错误。故选D。 3.D　【解析】根据位移－速度公式可知h=，故A正确；根据v=v0＋gt得t=，故B正确；匀变速直线运动平均速度，故C正确；自由落体运动加速度处处相等，所以D错误；故选D。 4.BD　【解析】设塔顶距地面的高度为h，下落时间为t，根据位移公式，h=gt2，h－20 m=g(t－1 s)2，解得t=2.5 s，h=31.25 m，石块的末速度v=gt=10×2.5 m/s=25 m/s，故A、C错误，B正确； 石块下落过程中的平均速度为 m/s=12.5 m/s，故D正确。故选B、D。 5.A　【解析】不计空气阻力，在喷泉喷出的水在空中只受重力，加速度均为重力加速度，故A正确；设喷泉喷出的水竖直方向的分速度为vy，水平方向速度为vx，竖直方向，根据对称性可知在空中运动的时间t=2，可知tb＞ta，D错误；最高点的速度等于水平方向的分速度vx=，由于水平方向的位移大小关系未知，无法判断最高点的速度大小关系，根据速度的合成可知无法判断初速度的大小，B、C错误。 6.C　【解析】对滑块受力分析，设F与水平面夹角θ，为由平衡条件有F=mgsin θ，N=mgcos θ，滑块从A缓慢移动B点时，θ越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以A、B错误；对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力FN=Fcos θ=mgsin θcos θ=mgsin 2θ，则θ越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；水平地面对凹槽的支持力N地=(M＋m)g－Fsin θ=(M＋m)g－mgsin2θ，则θ越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误。故选C。 7.A　【解析】自由落体运动，有连续相同时间内的位移之比为1∶3∶5∶7∶…，所以第3 s内的位移x3=5x1=5 s，A正确。 8.A　【解析】由t总=得v0=15 m/s，全过程的位移x=v0t－gt2，知前2 s内的位移x2=10 m，前1 s内的位移x2=10 m，所以第2 s内的位移为0，故选A。 9.B　【解析】两物体同时下落，根据v=gt，在下落的过程中，同一时刻甲乙的速度相等，故A错误； 根据v=gt可知，下落1 s时速度大小相等，故B正确； 各自下落1 m时，根据v=可知，下落同一高度，则速度大小相等，故C错误； 它们均做自由落体运动，所以加速度相等，均为重力加速度，故D错误。故选B。 10.BC　【解析】由v2=2gh，得v=，由于h1∶h2∶h3=3∶2∶1，得到达地面时的速度之比∶1，故A错误； 由h=gt2得三者运动时间之比为∶1，故B正确； 由于a小球运动时间最长，c最短，故任意时刻va＞vb＞vc，故小球间的距离不断变小，故C正确； 三个小球的加速度与重力和质量无关，等于重力加速度，故D错误。故选B、C。 学科网（北京）股份有限公司 $