第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 课件 -2027届高考物理一轮复习

高考总复习 物理 人教版 第3讲　 自由落体运动和竖直上抛运动 索引 考点1 考点2 课时跟踪练 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 课程标准　1.掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点,并能解决实际问题。 2.理解竖直上抛运动的对称性和多解性。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 01 考点1　自由落体运动 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 1.条件:物体只受__________,从__________开始下落。 2.运动性质:初速度为__________、加速度为_____的匀加速直线运动。 3.基本规律 (1)速度与时间的关系式:__________。 (2)位移与时间的关系式:__________。 (3)速度与位移的关系式:__________。 重力 静止 零 v=gt x=gt2 v2=2gx g 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 √ × × √ 1.重的物体总是比轻的物体下落得快。( ) 2.同一地点,轻重不同的物体的g值一样大。( ) 3.自由落体加速度的方向垂直地面向下。( ) 4.做自由落体运动的物体在1 s内速度增加约9.8 m/s。( ) 5.不计空气阻力,物体从某高度由静止下落,任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差恒定。( ) √ 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (人教版必修第一册P53T6改编)(多选)如图所示,甲同学拿着一把长80 cm 的直尺,乙同学把手放在零刻度线处准备抓尺,测反应时间。静止释放直尺,乙同学抓住直尺位置的刻度值为10 cm。不计空气阻力,g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)  A.该同学的反应时间约为0.14 s B.该同学抓住尺子时尺子的瞬时速度约为3 m/s C.若把该尺子的刻度改为对应的反应时间,则下面的一小格所代表的时间间隔要小于上面的相同长度一小格所代表的时间间隔 D.若把该尺子的刻度改为反应时间,则其量程约为0.4 s 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 　(2026·重庆阶段练习)对于自由落体运动(g取10 m/s2),下列说法正确的是(　　) A.在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比是1∶3∶5 B.在相邻两个1 s内的位移之差都是10 m C.在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比是1∶2∶3 D.在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶3∶5 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移大小之比是1∶4∶9,故A错误;在相邻两个1 s内的位移之差都是Δx=gT2=10 m,故B正确;在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移大小之比是1∶3∶5,所以平均速度大小之比是1∶3∶5,故C错误;在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶2∶3,故D错误。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (2026·吉林长春二模)某小区发生一起高空坠物案件,警方在调取事发地监控后截取了两个画面,合成图片如图所示,图中黑点为坠落的重物。重物经过A、B两点的时间间隔为0.6 s,各楼层平均高度约为3 m,阴影部分为第14层的消防通道。重物可视为由静止坠落,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。请估算: 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (1)重物开始坠落的楼层; (2)重物刚接触地面时的速度大小(计算结果取整数)。 [答案]　(1)16楼　(2)30 m/s或31 m/s 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　(1)由题图可知,在Δt=0.6 s时间内下落了约Δh=6 m的高度,设重物由O点开始下落,OA的距离为h,重物经过OA的时间为t,则h=gt2,h+Δh=g(t+Δt)2 解得h=2.45 m 结合题图中A点的位置,可确定重物从16楼开始坠落。 (2)设O点到地面的距离为H,重物刚接触地面的速度为v,由(1)中结果可知45 m≤H≤48 m 由v2=2gH 解得v=30 m/s或31 m/s。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 02 考点2　竖直上抛运动 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 1.运动特点:初速度方向竖直向上,加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做__________运动。 2.运动性质:__________直线运动。 3.基本规律 (1)速度与时间的关系式:__________。 (2)位移与时间的关系式:__________。 自由落体 匀变速 v=v0-gt x=v0t-gt2 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 4.竖直上抛运动的对称性(如图所示) (1)时间对称:物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA__________,同理tAB=tBA。   (2)速度对称:物体上升过程经过A点的速度大小与下降过程经过A点的速度大小__________。 相等 相等 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 1.竖直上抛运动的研究方法 分段法 上升阶段:a=g的匀减速直线运动 下降阶段:自由落体运动 全程法 初速度v0向上,加速度g向下的匀变速直线运动, v=v0-gt,x=v0t-gt2(以竖直向上为正方向) 若v>0,物体上升,若v<0,物体下落 若x>0,物体在抛出点上方,若x<0,物体在抛出点下方 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 2.竖直上抛运动的多解性: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,造成多解,在解决问题时要注意这个特性。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 1.竖直上抛运动是匀变速直线运动。( ) 2.物体做竖直上抛运动,速度为负值时,位移也一定为负值。( ) 3.做竖直上抛运动的物体,在上升过程中,速度变化量方向是竖直向下的。( ) √ × √ 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 竖直上抛运动的基本规律 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,则: (1)经过多长时间到达最高点? (2)抛出后离地的最大高度。 (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? [答案]　(1)2 s　(2)45 m　(3)4 s　(4)5 s (5)1 s或3 s或(2+) s 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　(1)物体运动到最高点时速度为零 由v=v0-gt1 解得t1===2 s。 (2)由=2ghmax 解得hmax==20 m 则Hmax=hmax+h0=45 m。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (3)法一　分段,由(1)(2)知上升时间 t1=2 s,hmax=20 m 下落时,hmax=g 解得t2=2 s 故t=t1+t2=4 s。 法二　由竖直上抛运动的对称性知返回抛出点时速度大小为20 m/s,方向向下,则有v1=v0-gt 解得t==4 s。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 法三　由h=v0t-gt2 令h=0 解得t=0(舍去)或t=4 s。 (4)法一　分段法 由Hmax=g 解得t3=3 s 故t总=t1+t3=5 s。 法二　全程法 由-h0=v0t'-gt'2 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 解得t'=-1 s(舍去)或t'=5 s。 (5)当物体在抛出点上方时,h1=15 m 由h1=v0t4-g 解得t4=1 s或t4=3 s 当物体在抛出点下方时,h2=-15 m 由h2=v0t5-g 解得t5=(2+) s或t5=(2-) s(舍去)。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 竖直上抛运动的图像 (2026·湖北模拟)在2025新加坡游泳世锦赛决赛中,我国运动员夺得女子单人3米板冠军。将3米板跳水运动简化为如下情境:运动员(视为质点)在空中做竖直上抛运动,在水中做匀减速直线运动,以竖直向上为正方向,其速度—时间(v-t)图像如图所示。已知跳板到水面的高度为h,重力加速度为g,忽略跳板的振动,不计空气阻力, 以下说法正确的是(　　) 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 A.运动员入水速度为 B.运动员入水速度为4gt0 C.运动员离跳板的最大高度为 D.运动员入水的最大深度为g 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　v-t图线与t轴所围面积表示位移,由题图可知,运动员在4t0时刻入水,入水前向上运动的位移大小是向下运动的位移大小的,设运动员离跳板最大高度为x,则有= 解得x= 运动员在空中向下运动的位移x'=x+h=h 设运动员入水速度为v,由自由落体运动规律得v2=2gx' 解得v= 故A、C错误; 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 运动员从t0至4t0时间内做自由落体运动,由自由落体运动规律可知,入水速度应为v=3gt0 故B错误; 由题图可知,入水前后加速度大小之比为1∶3,即在水中的加速度大小a=3g 由逆向思维可知,入水最大深度H=g 故D正确。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 竖直上抛运动和自由落体运动相遇问题 (多选)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。g取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 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　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,A错误;若乙球恰好在最高点与甲球相遇,满足的条件是t=t1,代入数据整理得h=10 m,B正确;由于10 m<h=15 m<20 m,可得乙球能在下落过程中与甲球相遇,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,D正确。 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 课时跟踪练 温馨提示 返回导航 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 $