第1章 3.第3节 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦自由落体运动、竖直上抛运动及匀变速直线运动多过程问题核心考点，依据高考评价体系梳理运动特点、基本规律、对称性等考查要求，通过2024广西卷、2022全国甲卷等真题分析明确考点权重，归纳自由落体速度计算、竖直上抛多解性等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题母题+变式训练+方法建模”策略，如以竖直上抛多过程问题（典例2）为例，用全程法结合对称性分析位置不确定情况，培养科学思维中的模型建构与科学推理素养，通过多物体运动转化为单物体问题（典例3）指导学生掌握转折点速度分析技巧，帮助学生突破解题瓶颈，教师可据此精准教学，提升高考冲刺效率。

第3节 自由落体运动和竖直 上抛运动　多过程问题 返回目录 1 考点1　自由落体运动和竖直上抛运动 一、自由落体运动 1.运动特点:初速度为0、加速度大小为g、方向竖直向下的匀加速直线运动。 2.基本规律(以竖直向下为正方向) (1)速度与时间关系式:v=gt。 (2)位移与时间关系式:h= gt2。 (3)速度与位移关系式:v2=2gh。 返回目录 典例1    (2024广西,3,4分)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,忽略空气阻力,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 B 解析　    P1、P2均做自由落体运动,加速度与质量无关,则下落的第1 s末,由v=gt得v1=v2 =gt=10 m/s2×1 s=10 m/s,B正确。 返回目录 高考变式　(变换设问)(2025届北京东城区期末)一小钢球从空中某位置开始做自由 落体运动,落地时的速度为30 m/s,g取10 m/s2。则该小钢球(         ) A.下落的高度为90 m B.下落的时间为3 s C.在最后1 s内的位移为20 m D.全过程的平均速度为20 m/s B 返回目录 解析　　根据v2=2gh可得下落的高度h= =45 m,A错误。根据v=gt可得下落的时间t=  =3 s,B正确。设t1=2 s,t2=1 s,第2 s末的速度v1=gt1=10×2 m/s=20 m/s,则最后1 s内的位 移h1=v1t2+ g =  m=25 m,C错误。全过程的平均速度 = =15 m/s,D错 误。 返回目录 二、竖直上抛运动 1.运动特点:初速度方向竖直向上、加速度大小为g(方向竖直向下),上升阶段为匀减速 直线运动,下降阶段为自由落体运动。 2.基本规律(以竖直向上为正方向) (1)速度与时间关系式:v=v0-gt。 (2)位移与时间关系式:h=v0t- gt2。 (3)上升的最大时间tmax= 。 (4)上升的最大高度hmax= 。 返回目录 3.对称性 返回目录 4.多解性 返回目录 分段法 上升阶段:加速度大小a=g的匀减速直线运动 下降阶段:自由落体运动 全程法 初速度方向竖直向上,加速度为-g的匀变速直线运动,以竖直向上为正方向 若v>0,物体上升;若v<0,物体下落 若h>0,物体在抛出点上方;若h<0,物体在抛出点下方 5.解题方法 返回目录 典例2    (多选)从高为20 m的位置以20 m/s的初速度竖直上抛一物体,g取10 m/s2,忽略 空气阻力,当物体到抛出点距离为15 m时,所经历的时间可能是 (         ) A.1 s　    B.2 s　    C.3 s　    D.(2+ ) s ACD 解析　 【点拨:物体可能在上升或下落过程处于抛出点上方15 m处,也可能在下落过 程处于抛出点下方15 m处】取竖直向上为正方向,当物体运动到抛出点上方离抛出点 15 m时,位移为x=15 m,由竖直上抛运动的位移与时间关系式得x=v0t- gt2,解得t1=1 s,t2= 3 s,A、C正确。当物体运动到抛出点下方离抛出点15 m时,位移为x'=-15 m,根据x'=v0t-  gt2,解得t3=(2+ ) s,t4=(2- ) s(负值舍去),D正确。 返回目录 考点2　匀变速直线运动中的多过程问题 1.多过程问题 (1)单物体的多过程 一个物体的运动包含几个阶段,各阶段的运动性质不同,满足不同的运动规律。 (2)多物体的单一运动 研究多物体在空间上重复同样的运动时,可利用一个物体的运动取代多个物体的运动, 照片中多个物体所处的位置可认为是一个物体在不同时刻所处的位置,如水龙头滴 水、直升机定点空降、小球在斜面上每隔一定时间间隔连续释放等,均可把多物体问 题转化为单物体问题求解。 返回目录 2.解题关键 多过程运动在转折点的速度是联系相邻的两个运动过程的纽带,对转折点速度的求解 往往是解题的关键。 返回目录 典例3    (2025届四川绵阳中学月考)科技馆中的一个展品简化图如图所示,在较暗处有 一个不断均匀滴水的水龙头,一种特殊的间歇闪光灯照射展品,若调节间歇闪光间隔时 间正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落, 而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的 是(g取10 m/s2,忽略空气阻力) (        ) D A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB<tBC<tCD B.闪光的间隔时间是0.1 s C.水滴在相邻两点间的平均速度满足 ∶ ∶ =1∶4∶9 D.水滴在各点的速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶2∶3 返回目录 解析　　若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,看到水滴似乎 不再下落,可知水滴经过相邻两个点的时间间隔相等,A错误。根据Δx=g(Δt)2可得Δt=  =  s=  s,B错误。根据 = 可得 ∶ ∶ =1∶3∶5,C错误。根据v=gt可 得vB∶vC∶vD=1∶2∶3,D正确。 返回目录 典例4    (2022全国甲,15,6分)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过 前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v<v0)。 已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常 行驶速率v0所用时间至少为 (         ) A. + 　　　    B. +  C. + 　　　    D. +  C 返回目录 解题导引    “所用时间至少为”意味着要求最短时间,这就要求在加速和减速过程中, 以最大加速度进行加速和减速,在匀速过程中以最大速度v匀速通过隧道。“当列车的 任一部分处于隧道内”描述的是从列车头刚进隧道到列车尾刚要出隧道的过程,这段 位移内,列车的速率都不超过v。 解析　　列车车头到达隧道前减速时间t1= ,在隧道中匀速行驶时间t2= ,车尾离 开隧道后,加速时间 t3= ,总时间t=t1+t2+t3= + ,C正确。 返回目录 高考变式　(变换情境,拓展设问)(多选)(2025届河北盐山中学月考)汽车分别通过 ETC通道和人工收费通道的流程如图所示,假设汽车以v1=10 m/s的速度朝收费站沿直 线行驶。如果走ETC通道,需要在距收费站中心线前d=10 m处正好匀减速至v2=2 m/s, 匀速运动至中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果走人工收费通道,需要恰好在中心线 处匀减速至速度为0,经过t0=20 s缴费成功后,再启动汽车匀加速至速度为v1正常行驶。 设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2。下列说法正确的是(         ) A.汽车走ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程 中的位移大小为96 m B.汽车走人工收费通道,开始减速时到收费站中心线的 距离为50 m C.汽车走ETC通道耽误的时间为10.4 s D.汽车走ETC通道和走人工收费通道相比节约的时间为19 s BC 返回目录 解析　 【关键:匀减速直线运动可看作反向的匀加速直线运动】汽车走ETC通道时, 根据 - =2ax1,可得减速过程的位移大小x1=  m=48 m,总的位移大小x总1=2x1+d= 106 m,A错误。汽车走人工收费通道时,开始减速时到中心线的距离x2= =50 m,B正 确。汽车走ETC通道时,从开始匀减速到匀速再匀加速至速度为v1所用的时间t1=2  + =21 s,故汽车走ETC通道耽误的时间Δt1=t1- =10.4 s,C正确。汽车走人工收费通道 时,从开始匀减速到速度为0再匀加速至速度为v1所用的时间t2=2 +t0=40 s,总的位移大 小x总2=2x2=100 m, 【关键:应在位移大小相等的情况下分析汽车分别走两通道的时间差】 则汽车走ETC通道和走人工收费通道相比节约的时间Δt= -t1=19.6 s, D错误。 返回目录 $