第一章　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

该高中物理高考复习课件聚焦“自由落体运动和竖直上抛运动”核心考点，依据高考评价体系梳理了运动规律、应用及综合问题三大考查方向。通过知识梳理构建物理观念，结合考点突破分析自由落体分段计算、竖直上抛对称性等高频考点，归纳单物体运动、多物体相遇等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题精析+方法指导+素养提升”，如以2026湘潭模拟题为例，用分段法解析自由落体中间段运动，培养科学推理能力。通过竖直上抛多解问题训练，强化全程法应用，帮助学生掌握答题技巧。教师可依托此课件系统复习，提升学生应试得分率，助力高考冲刺。

2027届高考一轮复习 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究　 第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动 知识梳理 一、自由落体运动的规律及应用(必修一第二章第4节) 　　　　　　 理想化模型 1.定义:物体只在______________下从__________开始下落的运动。  2.特点:初速度为_______,加速度为_______的匀加速直线运动。  　重力作用　 　静止　 　0　 　g　 3.规律: 4.说明: 自由落体运动是一种特殊的匀加速直线运动,初速度为0的匀变速直线运动规律都适用于自由落体运动。 如图所示是用频闪周期为T的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。 【提醒】物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动,从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动,等效于竖直下抛运动,应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题。 二、竖直上抛运动(必修一第二章第4节) 1.特点:初速度竖直向________,加速度为_______的匀变速直线运动。  2.规律: 　上　 　g　 3.分析方法: (1)分段法:上升段,匀减速直线运动; 下降段:自由落体运动。 (2)全程法:初速度v0向上,加速度g向下的匀变速直线运动。 考点突破 考点一　自由落体运动 【要点精粹】 1.运动规律 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故初速度为零的匀加速直线运动的规律、比例关系及推论等规律都适用。 2.常见问题 研究自由落体运动全程 (1)基本公式法 (2)推论法 研究自由落体运动中间一段 例如:计算小球通过空心管的时间 (1)基本公式法 (2)求差法 研究多个物体自由下落 (1)基本公式法 (2)方程法 【典例精析】 角度1　单物体的自由落体运动 【典例1】(2026·湘潭模拟)钢球由静止开始自由下落,落地时的速度为30 m/s,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。关于钢球,下列说法正确的是(　　) A.下落的高度是15 m B.前2 s的平均速度为20 m/s C.第3 s与第1 s的位移差为10 m D.通过最后5 m的时间是(3−2) s √ 【解析】选D。钢球做自由落体运动,根据2gH=v2,解得下落的高度为 H== m=45 m,故A错误;钢球前2 s下落高度为h2=g=×10× 22 m=20 m,则前2 s的平均速度为== m/s=10 m/s,故B错误;根据 匀变速直线运动推论可得第3 s与第1 s的位移差为x3−x1=2gT2= 2×10×12 m=20 m,故C错误;钢球下落h=40 m时的速度为v1,根据2gh=, 解得v1=20 m/s,则通过最后5 m的时间为t== s=(3−2) s, 故D正确。 【例题变式】 (教科必修一P53T4【改编】)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?完全通过广告牌时的速度大小多少?(g取10 m/s2) 【图形剖析】 t1时刻达到广告牌,t2时刻通过广告牌 【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, v=gt2,解得v=10 m/s, 杆通过广告牌的时间为t=t2−t1=(1)s。 答案:(1)s　10 m/s 角度2　多物体运动 【典例2】如图为“眼疾手快”游戏装置示意图,游戏者接住从支架上随机 落下的圆棒则游戏成功。已知圆棒长为35 cm,某次游戏中圆棒P从静止 下落,经过0.15 s的反应时间后,游戏者的手从A点由静止开始沿AB连线 做匀加速运动,到达B点(位于圆棒P的正下方)时刚 好抓住正在通过B点的圆棒,B点与圆棒P下端的距离 为45 cm ,A、B间距20 cm,不计空气阻力,g取10 m/s2。 则游戏者的手从A点运动到B点的加速度可能为(　　) A.30 m/s2 B.10 m/s2 C.2 m/s2 D.0.5 m/s2 √ 【解析】选B。圆棒的下端达到B点时,其位移为h1=0.45 m,由自由落体运动公式h1=g,解得所需时间t1=0.3 s,圆棒的上端达到B点时,其位移为h2=0.45 m+0.35 m=0.8 m,由自由落体运动公式h2=g,解得所需时间t2=0.4 s,考虑游戏者的反应时间,则人的手从A点运动到B点的时间介于0.15 s到0.25 s,根据位移时间公式,可得人的加速度最小值为amin==6.4 m/s2,加速度的最大值为amax=≈17.78 m/s2,故选B。 【图形剖析】 考点二　竖直上抛运动 【要点精粹】 1.竖直上抛运动的特点 (1)一贯性 无论是上升阶段,还是下降阶段,竖直上抛运动的加速度是恒定不变的,速度一直随时间线性变化,位移与时间一直成二次函数关系。 (2)对称性 (3)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。 2.研究方法 分段法 分上升阶段、下降阶段分段分析 (1)上升阶段为初速度为v0、加速度a=g的匀减速直线运动; (2)下降阶段为自由落体运动。 全程法 整个过程物体做初速度v0向上、加速度向下a=g的匀变速直线运动,适用匀变速直线运动的规律。 若以竖直向上为正方向,则v0>0,a<0。①当v>0时物体上升,当v<0时物体下落;②物体在抛出点上方时位移h>0,物体在抛出点下方时h<0 【典例精析】 角度1　竖直上抛运动规律的应用 【典例3】【多选】某同学在一个高于地面25 m的平台边缘将一彩球以v0=20 m/s的速度竖直向上抛出,抛出点为A,不计空气阻力,g取10 m/s2,则抛出后彩球与抛出点A的距离为10 m时,彩球运动的时间可能为(　　) A.(2)s B.(2+)s C.(2+)s D.s √ √ √ 【解析】选A、B、C。 方法一　分段法 彩球上升过程中,根据v2=2ax,得彩球距抛出点的最大位移H=,解得H=20 m;设彩球上升10 m时速度为v1,则有=−2gh,解得v1=10 m/s,则t1==(2)s,故A正确;彩球从最高点 下落至A点上方10 m时,根据x=gt2有H−h=gt,解得t'2= s,则另一可能时间t2=(2+)s,故B正确;彩球从最高点到下落至A点下方10 m处时,有H+h=gt,解得t3'= s,故彩球从抛出到下落至A点下方10 m处的时间t3=+t'3=(2+)s,故C正确,D错误。 方法二　全程法 取竖直向上为正方向,彩球的位移为x=v0tgt2,其中当彩球位于A点上方10 m处时,x=10 m,解得t1=(2)s,t2=(2+)s,故A、B正确;当彩球位于A点下方10 m处时,x=−10 m,解得t3=(2+)s,另一解为负值舍去,故C正确,D错误。 角度2　自由落体运动与竖直上抛运动综合问题 【典例4】【多选】(2025·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 √ √ 【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+v0tgt2=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。 【思路导引】 (变式)现有两小球甲、乙,将小球甲从距离水平面高度为h处由静止释放,同时将小球乙从水平面以2v0的初速度竖直向上抛出。当小球甲和乙相遇后,设小球乙还需经过时间t才能返回到水平面。不计空气阻力,重力加速度为g。则t为(　　) A. B.C. D.+ √ 【解析】选B。设经过时间t0两小球相遇,相遇点距地面高度为h0,对小球甲有h−h0=g,对小球乙有h0=2v0t0g,两式相加得h=2v0t0,解得t0=;设小球乙运动的总时间为t总,则有0=2v0t总g,解得t总=, 所以t=t总−t0=,选项B正确。 巩固练习 1.某兴趣小组用频闪摄影的方法研究自由落体运动,实验中把一高中物理课本竖直放置,将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放,忽略空气阻力,结合实际,则频闪摄影的闪光频率约为(　　) A.5 Hz B.10 Hz C.20 Hz D.50 Hz √ 【解析】选C。物理课本的长度约为l=0.3 m,设闪光周 期为T,由题图可知,钢球从物理书上边沿到下边沿经过 6次闪光,可知钢球下落时间为t=5T,钢球做自由落体运动,则有l=gt2=g(5T)2,解得T≈0.05 s,该频闪摄影的闪光频率约为f== Hz=20 Hz,故选C。 2.屹立在某一学校操场中的大树,是同学们每天都能看到的一道风景,有一片离地约5 m的树叶,在无风状态下,从枝头直接落到操场地面的时间约为(　　) A.0.5 s B.0.8 s C.1 s D.3 s 【解析】选D。在无风状态下,若忽略空气阻力,则有h=gt2,解得t= 1 s,实际上树叶重力较小,其所受空气阻力不能够忽略,树叶实际的加速度小于重力加速度,则下落时间大于1 s,则大概为3 s,故选D。 √ 3.从“嫦娥奔月”到“夸父逐日”,见证了中华儿女探索太空的不懈追求。一质量为60 kg的航天员在某一星球上由静止释放小球,小球做自由落体运动。在4 s内,小球下落了24 m,则(　　) A.该星球上的重力加速度是10 m/s2 B.该星球上的重力加速度是6 m/s2 C.小球第3 s内的位移比第4 s内的位移少10 m D.小球第3 s内的位移比第4 s内的位移少3 m √ 【解析】选D。设该星球的重力加速度为g星,根据h=g星t2,可得g星== m/s2=3 m/s2,故A、B错误;根据匀变速直线运动的推论可得Δx=g星T2=3×12 m=3 m,可知小球第3 s内的位移比第4 s内的位移少3 m,故C错误,D正确。 4.(2026·怀化模拟)如图所示,在一个水平桌面上方有三个金属小球a、b、c,高度分别为h1、h2、h3,且h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若先后由静止依次释放小球a、b、c,三小球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则(　　) A.三小球到达桌面时的速度大小之比是3∶2∶1 B.三小球运动时间之比为3∶2∶1 C.小球b与a开始下落的时间差小于小球c与b 开始下落的时间差 D.小球b与a开始下落的时间差大于小球c与b开始下落的时间差 √ 【解析】选C。由v2=2gh,得v=,则三小球落到桌面时的速度大小之比v1∶v2∶v3=∶∶1,A错误;又由h=gt2,得t=,则三小球运动时间之比t1∶t2∶t3=∶∶1,B错误;设小球b与a开始下落的时间差为Δt1,小球c与b开始下落的时间差为Δt2,则由上述分析可得Δt1∶Δt2=()∶(1),比值小于1,因此小球b与a开始下落的时间差小于小球c与b开始下落的时间差,C正确,D错误。 5.【多选】小王将甲、乙两球从不同高度处由静止释放(先释放下方的甲球),以乙球释放的时刻为计时起点,测得两球间的高度差d随时间t变化的关系如图所示,图线的斜率为k,图线在纵轴上的截距为d0。重力加速度大小为g,两球均视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A.两球释放的时间差为 B.两球释放的时间差为 C.甲球释放时,两球间的高度差为d0 D.甲球释放时,两球间的高度差为d0 √ √ 【解析】选A、D。设两球释放的时间差为t0,以乙球释放的时刻为计时起点,则在t时刻,根据自由落体运动公式可得甲球下落的高度为h甲=g(t+t0)2,乙球下落的高度为h乙=gt2,位移间的关系为d=h甲−h乙+h0,联立整理可得d=gt0t+g+h0,结合题图可知斜率为k=gt0,解得两球释放的时间差为t0=,结合题图可知截距为d0=g+h0,解得甲球释放时,两球间的高度差为h0=d0,故选A、D。 【解题指导】(1)根据甲、乙的运动规律,推导d、t的关系式。 (2)确定图像斜率、截距对应的物理量。 (3)结合图像的斜率、截距分析相应的物理量。 6.(10分)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: (1)重物开始坠落的楼层; 答案:(1)16楼　 【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 结合图片中A点位置,可确定重物从16楼开始坠落。 (2)重物刚接触地面时的速度大小(计算结果取整数)。 答案: (2)30 m/s或31 m/s 【解析】(2)设O到地面的距离为H,重物刚接触地面的速度为v, 由(1)结果可知45 m≤H≤48 m v2=2gH 解得v=30 m/s或31 m/s。 本课结束 谢谢观看 $