2026届高考物理二轮复习课件：自由落体运动和竖直上抛运动

物 理 构建知识体系 形成关键能力 提高学科素养 精准高效备考 高考能力梯级集训 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 目录 1 2 3 基础满分练 课前 自检自测·夯基固本 能力高分练 课中 关键能力·可视思维 素养提升练 课中 高考定向·捕捉热点 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 基础 满分练 课前 自检自测·夯基固本 知识点一　自由落体运动 2个高考关键点 关键点1　自由落体运动的特征 1.(2026广西南宁模拟)如图所示把质量不相同的铁片和羽毛 放入竖直放置的牛顿管中,让铁片和羽毛从牛顿管上方同时 开始下落,观察物体下落的情况。下列说法正确的是(　　) A.图甲为管内空气没被抽掉时的实验现象 B.图乙为管内空气没被抽掉时的实验现象 C.图乙中,铁片和羽毛均做匀速直线运动 D.图甲中,铁片和羽毛在下落过程中,间距会不变 A 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 铁片和羽毛在空气中下落时受到重力与空气阻力的作用,由于空气阻力对羽毛的影响大,羽毛比铁片下落得慢,在相等时间内羽毛下落高度小,所以图甲为管内空气没被抽掉时的实验现象,A正确,B错误;在真空中,铁片和羽毛只受重力作用,羽毛与铁片都做自由落体运动,C错误;图甲中,受空气阻力的影响,随速度的增大,其间距会增大,D错误。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 2.(2025江苏盐城模拟)乙同学为测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图所示,请甲同学用手捏住直尺,乙用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺准备,在看到甲松手后,乙立刻捏住直尺,读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲、乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”,如图所示,重力加速度g取10 m/s2, 以下说法正确的是(　　)[命题点❷] A.乙同学捏住直尺处的刻度值越大,其反应时间越短 B.尺子未竖直对实验结果没有影响 C.直尺刻度20 cm处对应“反应时间测量尺”示数0.2 s D.直尺刻度40 cm处对应“反应时间测量尺”示数0.4 s C 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 直尺做自由落体运动,根据h=gt2,可得t=,乙同学捏住直尺处的刻度值越大,其反应时间越长,A错误;尺子做自由落体运动,则尺子必须竖直释放,B错误;直尺做自由落体运动,根据h=gt2,将h=20 cm代入可得t=0.2 s, C正确;直尺做自由落体运动,根据h=gt2,将h=40 cm代入可得t=0.2 s,D错误。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 关键点2　自由落体运动的基本规律 3.(原创+生产生活融通)让一个小石块从井口自由落下,经过2.5 s后听到石块击水的声音,估算石块击到水面时的速度。考虑到声音在空气中传播需要一定的时间,估算结果偏大还是偏小?[命题点❶] 答案 25 m/s　估算值偏大 解析 估算时可以不考虑声音传播所需要的时间。小石块做自由落体运动,运动时间为2.5 s,根据自由落体运动的速度时间公式可知v=gt=25 m/s,声音在空中传播需要时间,故实际做自由落体运动的时间小于听到击水声音的时间,实际值小于估算值,故估算值偏大。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 回归基础·考教衔接 一、对自由落体运动的理解 1.条件:物体只受重力,从静止开始下落。 2.运动性质:初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 二、自由落体运动的基本规律 1.速度与时间的关系式:v=gt。 [❶]若已知自由落体运动的时间t,就能求出该时刻的速度v。 2.位移与时间的关系式:h=gt2。 [❷]若已知自由落体运动的位移h,就能求出自由落体运动的时间t。反之,若已知自由落体运动的时间t,就能求出运动的位移h。 3.速度位移关系式:v2=2gh。 [❸]若已知自由落体运动的位移h,就能求出对应的速度v。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 知识点二　竖直上抛运动 3个高考关键点 关键点1　竖直上抛运动的性质 4.(多选)(2026湖北咸宁检测)关于竖直上抛运动,下列说法正确的是(　 　) [命题点❹❺❻] A.竖直上抛运动的上升过程是匀减速直线运动 B.匀变速直线运动规律对竖直上抛运动的全过程都适用 C.以初速度的方向为正方向,竖直上抛运动的加速度a=g D.竖直上抛运动中,任何相等的时间内物体的速度变化量相等 ABD 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 竖直上抛运动的加速度恒为向下的g,上升过程中速度方向与加速度方向相反,因此是匀减速直线运动,A正确;竖直上抛运动的全过程可以看成初速度为v0、加速度a=-g的匀变速直线运动,故匀变速直线运动的公式(如v=v0+at、x=v0t+at2等)适用,B正确;以初速度方向为正方向时,加速度方向向下,应表示为a=-g,C错误;根据Δv=gΔt,加速度g恒定,任何相等时间内的速度变化量Δv相等,方向均向下,D正确。故选ABD。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 关键点2　竖直上抛运动的基本规律 5.(2025江苏南京模拟)塔吊是建筑工地的常见设施,工作时有可能掉落物体,工作人员必须佩戴安全帽。如图所示,假设某时刻塔吊正以3 m/s的速度竖直向上提升货物,货物上一小零件突然脱落,脱落点距离地面5.4 m。不计空气阻力,g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)[命题点❹❻❼] A.小零件从脱落到落地过程中运动的时间为 s B.小零件脱落后在空中的运动为自由落体运动 C.小零件脱落之后做竖直上抛运动 D.小零件从脱落到落地运动的路程为5.4 m C 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 小零件脱落后做竖直上抛运动,取向上为正方向,则-h=v0t-gt2,解得t= s或t= s(舍去),A错误,C正确;自由落体运动是初速度为零,物体只受重力的运动,小零件脱落后有向上的初速度,做竖直上抛运动,B错误;小零件上升的高度h1==0.45 m,则路程s=2h1+5.4 m=6.3 m,D错误。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 关键点3　竖直上抛运动的图像 6.(2026湖南益阳测试)0时刻将小球从水平地面竖直向上抛出后,不计空气阻力,小球竖直向上抛出后的速度为v、位移为x、加速度为a,取竖直向上为正方向,下列小球的运动图像(横轴均为时间t)可能正确的是(　　) [命题点❼] A 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 小球做竖直上抛运动,加速度为向下的g。设初速度v0为正方向,则t时刻的速度v=v0-gt,则图像A正确,B错误;根据x=v0t-gt2,可知x-t图像为抛物线,图像C错误;小球做竖直上抛运动,加速度恒定为向下的g,则图像D错误。故选A。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 回归基础·考教衔接 三、对竖直上抛运动的理解 1.定义:物体以初速度v0竖直向上抛出,只在重力作用下的运动,就是竖直上抛运动。 [❹]竖直向上运动的物体,当空气阻力是次要因素时,就可以看作竖直上抛运动。 2.竖直上抛运动的运动性质(取v0为正方向) (1)上升阶段:v0(向上)、a=-g(向下)的匀减速运动。 [❺]速度的变化量与加速度的方向相同。 (2)下降阶段:v0=0、a=g(向下)的自由落体运动。 (3)全过程:v0(向上)、a=-g(向下)的匀变速直线运动。 [❻]竖直上抛运动的加速度是恒定的。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 四、竖直上抛运动的基本规律 1.速度公式:v=v0-gt。 [❼]竖直上抛运动的速度v与时间t是一次函数的关系,v-t图像是一条直线。 2.位移公式:h=v0t-gt2。 3.位移和速度的关系式:v2-=-2gh。 4.上升的最大高度:H=。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一　自由落体运动的研究 能力 高分练 课中 关键能力·可视思维 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 角度一　应用自由落体运动基本规律解决实际问题 例1 (2026江苏盐城测试)如图所示,小铁球、光电门在同一竖直直线上,让小铁球从光电门上方h高度处由静止开始自由下落,小铁球通过光电门的遮光时间为t,小铁球的直径d远小于h,不计空气阻力,则当地的重力加速度大小为(　　) A. B. C. D. B 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 小球通过光电门的速度为v=,根据速度—位移公式有v2=2gh,可得g=,故选B。 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解题精要 自由落体运动的特定规律 (1)从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶…。 (2)从运动开始一段时间内的平均速度gt。 (3)连续相等时间T内的下落高度之差Δh=gT2。 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 角度二　运用“比例关系”解决自由落体运动中的问题 例2 (多选)(2025山东沂水统测)如图所示,在一个桌面上方有三个金属小球A、B、C,离桌面高度分别为h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若先后顺次释放A、B、C,三球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则(　　) A.三者到达桌面时的速度大小之比是∶1 B.三者运动时间之比为3∶2∶1 C.B与A开始下落的时间差小于C与B开始下落的 时间差 D.三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比, 与质量成反比 AC 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 三个球均做自由落体运动,由v2=2gh得v=,则v1∶v2∶v3= ∶1,故A正确;三个球均做自由落体运动,由h=gt2得t=,则t1∶t2∶t3=∶1,故B错误; B与A开始下落的时间差()t3小于C与B开始下落的时间差(-1)t3,故C正确;小球下落的加速度均为g,与重力及质量无关,故D错误。 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 破题思维链 “比例关系”的应用 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 能力要语 初速度为零的匀加速直线运动的规律、比例关系及推论等都适用于自由落体运动。 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 角度三　不同条件下两物体做自由落体运动的分析判断 例3 (2026黑龙江哈尔滨模拟)如图所示,A、B两小球用等长的细线悬挂在倾角为30°的直杆上。现同时剪断细线,A球比B球晚落地0.2 s。B球与地面的高度差h=5 m(不计空气阻力,g取10 m/s2)。则(　　) A.A球与地面的高度差为6 m B.A、B两小球释放前相距4.4 m C.若先剪断悬挂B球的细线,A、B两球有可能同时落地 D.下落过程中,A球的速度变化率比B球的大 B 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 B落地的时间为tB,根据自由落体运动规律可得h=,解得tB=1 s,则A落地的时间为tA=tB+0.2 s=1.2 s,则A球与地面的高度差为hA==7.2 m,A错误;A、B两小球释放前的高度差为Δh=hA-h=2.2 m,杆的倾角为30°,A、B两小球释放前相距s==4.4 m,B正确;B球离地高度更小,若先剪断悬挂B球的细线,A、B两球不可能同时落地,C错误;速度的变化率即加速度,两小球在下落过程中加速度相同,均为重力加速度,D错误。故选B。 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 破题思维链 两物体做自由落体运动的分析判断 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 能力要语 两个物体先后从同一高度下落,由于两物体加速度相同,故先下落物体相对后下落物体做匀速直线运动,两者的距离随时间均匀增大。 返回目录 考点一 考点二 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点二　竖直上抛运动的研究 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 角度一　应用竖直上抛运动规律解决实际问题 例4 (原创+科技前沿融通)我国研制的电磁弹射微重力实验装置已经试运行。如图所示,电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释放,实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。据报道该装置目前达到了上抛阶段2 s和下落阶段2 s的4 s微重力时间、10 μg的微重力水平。若某次电磁弹射阶段可以视为加速度大小为5g的匀加速运动,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.电磁弹射阶段用时约为2 s B.电磁弹射阶段,实验舱上升的距离约为20 m C.实验舱竖直上抛阶段的运行长度约为100 m D.实验舱开始竖直上抛的速度约为20 m/s D 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 解析 由题意可知实验舱上升时间为2 s,可知实验舱开始上抛的速度为v=gt上=20 m/s,电磁弹射阶段有v=5gt,解得t=0.4 s,故A错误,D正确;电磁弹射阶段,实验舱上升的距离约为h=·5g·t2=4 m,故B错误;实验舱竖直上抛阶段的运行长度约为h1==20 m,故C错误。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 角度二　运用竖直上抛运动的对称性、多解性解决实际问题 例5 (2026山东济南测试)为测试一物体的耐摔性,在离地25 m高处,将其以20 m/s的速度竖直向上抛出,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。 (1)经过多长时间到达最高点; (2)抛出后离地的最大高度是多少; (3)经过多长时间回到抛出点; (4)经过多长时间落到地面; (5)经过多长时间离抛出点15 m。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 答案 (1)2 s　(2)45 m　(3)4 s　(4)5 s　(5)1 s　3 s　(2+) s 解析 (1)运动到最高点时速度为0,由匀变速运动规律可得v=v0-gt1,解得t1==2 s;(2)根据匀变速运动规律=2ghmax,解得hmax==20 m,所以Hmax=hmax+h0=45 m;(3)由(1)(2)知上升时间t1=2 s,下落回到抛出点时hmax=,解得t2=2 s,故回到抛出点的时间t=t1+t2=4 s。 其他方法一:由对称性知返回抛出点时速度大小为20 m/s,方向向下,则由 v1=v0-gt,解得t=-=4 s; 其他方法二:将整个过程看成匀减速运动,则有h=v0t-gt2,回到抛出点时h=0,解得t=0(舍去),t=4 s。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 (4)方法一:分段法,根据上述计算可知,物体上升到最高点的时间t1=2 s,由Hmax=gt'2,解得物体从最高点落回地面的时间t'==3 s,落回地面的总时间t总=t1+t'=5 s; 方法二:全程法,把整个过程看成匀变速直线运动,以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,则有-h0=v0t-gt2,解得t=-1 s(舍去),t=5 s。 (5)当物体在抛出点上方时,即h=15 m,根据匀变速运动规律h=v0t-gt2,解得t=1 s或t=3 s,同理,当物体在抛出点下方时h=-15 m,根据h=v0t-gt2,解得t=(2+) s或t=(2-) s(舍去)。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 方法导引 竖直上抛运动的研究方法 1.分段法 (1)上升阶段:a=g的匀减速直线运动。 (2)下降阶段:自由落体运动。 2.全程法 (1)初速度v0向上,加速度g向下的匀变速直线运动,v=v0-gt,h=v0t-gt2(以竖直向上为正方向)。 (2)若v>0,物体上升,若v<0,物体下落。 (3)若h>0,物体在抛出点上方,若h<0,物体在抛出点下方。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 解题精要 1.竖直上抛运动的对称性特点 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 2.竖直上抛运动多解的原因 当物体经过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,因此造成多解。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 考点一 考点二 素养 提升练 课中 高考定向·捕捉热点 一、从理想模型到实际情境的演进 备考方向　自由落体运动和竖直上抛运动是高中物理的基础内容,也是高考的常考考点。近年来,其命题方式逐渐从单一计算向“综合化、生活化、创新化”方向发展,在高考及其他各类考试中频繁出现。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 1.(2026广东茂名模拟)踢毽子是我国民间的一项体育游戏,被人们誉为“生命的蝴蝶”。近年来,踢毽子成为全民健身活动之一。毽子由羽毛和胶垫组成,在下落时总是胶垫在下、羽毛在上, 如图所示,对此分析正确的是(　　) A.毽子的下落过程是自由落体运动 B.因为空气阻力的存在,所以总是胶垫在下、羽毛在上 C.胶垫较重,所以总是胶垫在下、羽毛在上 D.如果没有空气阻力,也总是出现胶垫在下、羽毛在上的现象 B 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 解析 毽子的自由下落过程,羽毛受到较大的阻力,不能忽略,故不能看成是自由落体运动,A错误;因为空气阻力的存在,所以总是胶垫在下、羽毛在上, B正确;胶垫在下、羽毛在上的原因是胶垫单独下落时加速度大,而不是胶垫较重,C错误;如果没有空气阻力,胶垫和羽毛单独下落的加速度相同,故一起下落时不总是胶垫在下、羽毛在上,D错误。故选B。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 二、从单一运动到多过程问题分析 备考方向　自由落体运动和竖直上抛运动在近年考试命题中逐渐从“单一运动分析”转向“多过程综合问题”,复习备考要注意物理建模能力和知识迁移能力的培养。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 2.如图所示,一同学从一高为H=10 m的平台上竖直向上抛出一个可以看成质点的小球,小球的抛出点距离平台的高度为h0=0.8 m,小球抛出后升高了h=0.45 m达到最高点,最终小球落在地面上,g取10 m/s2,求: (1)小球抛出时的初速度大小v0; (2)小球从抛出到接触地面的过程中经历的时间t。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 答案 (1)3 m/s　(2)1.8 s 解析 (1)上升阶段-=-2gh,得v0==3 m/s; (2)上升阶段:0=v0-gt1,自由落体过程:h0+h+H=,故有t=t1+t2,得t=1.8 s。 返回目录 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 $