第1章 第3课时 自由落体运动和竖直上抛运动(Word教参)-【状元桥】2027高考物理一轮总复习

该高中物理高考复习讲义聚焦自由落体运动和竖直上抛运动核心考点，涵盖运动条件、性质、规律及实际应用，按“概念梳理-考点分层-真题训练”架构，通过目标要求明确、规律公式整合、典例精讲（如频闪实验分析、多物体下落）、真题链接（广西卷等）环节，帮助学生系统构建运动观念，突破对称性、多解性等难点。 讲义突出科学探究与科学思维培养，如用频闪照片分析自由落体周期，强化模型建构；通过竖直上抛分段与全程法对比，提升科学推理能力。设置选择、计算分层练习，配合详细解析，确保高效复习，为教师把控节奏提供支撑，助力学生提升解决实际问题的应考能力。

第3课时　自由落体运动和竖直上抛运动 [目标要求]　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． 一、自由落体运动 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． 3．基本规律： (1)速度与时间的关系式：v＝gt. (2)位移与时间的关系式：h＝gt2. (3)速度位移关系式：v2＝2gh. 二、竖直上抛运动 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，下降阶段做自由落体运动． 2．运动性质：匀变速直线运动． 3．基本规律 (1)速度公式：v＝v0－gt. (2)位移公式：h＝v0t－gt2. (3)速度—位移关系式：v2－v＝－2gh. (4)上升的最大高度：H＝. (5)上升到最高点所用时间：t＝. 1．(链接人教版必修第一册P48“演示实验”)(2024广西卷)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，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 答案　B 解析　重物自由下落做自由落体运动，与质量无关，则下落1 s后速度为v1＝v2＝gt＝10 m/s2×1 s＝10 m/s，故选B． 2．(链接人教版必修第一册P53T6)人对周围发生的事情，都需要一段时间来做出反应．从人发现情况到采取行动所经历的时间，被称为反应时间．如图所示的实验能测出反应时间．乙同学先把手放在直尺0 cm的位置做捏住直尺的准备，但手不能碰直尺，看到甲同学放开直尺时，乙同学立即捏住下落的直尺，已知乙同学捏住10 cm的位置，反应时间为0.14 s．若丙同学进行同样的实验，捏住了20 cm的位置，则丙同学的反应时间为(　　) A．0.28 s B．0.24 s C．0.20 s D．0.16 s 答案　C 解析　根据x1＝gt，x2＝gt，得＝＝＝，则有t2＝t1＝×0.14 s≈0.20 s，故选C． 　 考点一　自由落体运动 自由落体规律的应用 某兴趣小组用频闪投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，整个下落过程的频闪照片如图所示，忽略空气阻力，结合实际，该频闪摄影的闪光频率约为(　　) A．5 Hz B．10 Hz C．20 Hz D．50 Hz 答案　C 解析　由题图可知，设闪光周期为T，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物理课本长度约为l＝0.3 m，钢球做自由落体运动l＝gt2＝g(5T)2，解得T≈0.05 s，该频闪摄影的闪光频率约为f＝≈20 Hz，故选C． 多物体的自由落体运动 如图所示，甲、乙、丙三个实心小铁球，用细线悬挂在水平横杆上，其中甲、乙两球离地高度均为2h，丙球离地高度为h，现同时剪断甲、乙两球上方的细线，空气阻力不计，则(　　) A．乙球比甲球先落地 B．乙球落地时的速度大小是丙球的倍 C．乙球在空中运动的时间是丙球的2倍 D．乙、丙球之间的细线对两球有拉力 答案　B 解析　空气阻力不计，三个小球都做自由落体运动，甲、乙两球高度相同，由位移时间关系2h＝gt2，可知两球同时落地，故A错误；由位移速度公式v＝2gh可得丙球落地时的速度大小为v1＝乙球落地时的速度大小为v2＝，可知乙球落地时的速度大小是丙球的倍，故B正确；由位移时间公式h＝gt2可得丙球在空中运动的时间为t1＝乙球在空中运动的时间为t2＝，乙球在空中运动的时间是丙球的倍，故C错误；三个小球均处于完全失重状态，乙、丙球之间的细线对两球没有拉力，故D错误．故选B． 非质点物体的自由落体运动 如图所示，一个小孩在公园里玩“眼疾手快”游戏．游戏者需接住从支架顶部随机落下的圆棒．已知支架顶部距离地面2.3 m，圆棒长0.4 m，小孩站在支架旁边，手能触及所有圆棒的下落轨迹的某一段范围AB，上边界A距离地面1.1 m，下边界B距离地面0.5 m．不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2.求： (1)圆棒下落到A点所用的时间t1； (2)圆棒通过AB所用的时间t2. 答案　(1)0.4 s　(2)0.2 s　 解析　(1)圆棒底部距离A点高度h1＝2.3 m－0.4 m－1.1 m＝0.8 m，圆棒做自由落体运动下落到A点有h＝gt2，代入数据解得t1＝0.4 s. (2)圆棒通过AB的过程即圆棒底部到达A点和圆棒顶端离开B点这一过程，可知圆棒底部到达A点的速度为v1＝gt1＝4 m/s，圆棒通过AB下落的高度为h2＝1.1 m－0.5 m＋0.4 m＝1.0 m，圆棒通过AB过程有h2＝v1t2＋gt，代入数据解得t2＝0.2 s． 考点二　竖直上抛运动 1．竖直上抛运动的两种处理方法 (1)分段法：分为上升过程和下落过程． (2)全程法：将全过程视为初速度为v0、加速度为a＝－g的匀变速直线运动． 2．竖直上抛运动的对称性和多解性 (1)对称性(如图)． (2)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． (多选)如图，一杂技演员将三个小球1、2、3从手中以大小不同的速度依次竖直向上抛出，然后等待小球落回手中，三个小球上升的最大高度之比为3∶2∶1.已知三个小球抛出的速度分别为v1、v2、v3，在空中运动时间分别为t1、t2、t3，不计空气阻力．下列说法正确的是(　　) A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1 B．v1∶v2∶v3＝∶∶1 C．t1∶t2∶t3＝∶∶1 D．t1∶t2∶t3＝3∶2∶1 答案　BC 解析　下落阶段，根据h＝gt2可得t＝，根据竖直上抛运动的对称性，整个过程的时间t′＝2t＝2，三个小球上升的最大高度之比为3∶2∶1，则t1∶t2∶t3＝∶∶1，故C正确，D错误；根据v＝gt可得v1∶v2∶v3＝∶∶1，故A错误，B正确．故选BC． 一个氢气球以8 m/s2的加速度由静止从地面竖直上升，5 s末从气球上掉下一重物，忽略空气阻力，g取10 m/s2. (1)此重物最高可上升到距地面多高处？ (2)此重物从气球上掉下后，经多长时间落回地面？ (3)此重物从气球上掉下后，经多长时间速度的大小为20 m/s? 答案　(1)180 m　(2)10 s　(3)2 s或6 s 解析　 (1)5 s末重物的速度v＝at＝8×5 m/s＝40 m/s，5 s内上升的高度h＝at2＝×8×52 m＝100 m，重物从气球上掉下后上升的最大高度h′＝＝ m＝80 m，则距离地面的最大高度H＝100 m＋80 m＝180 m. (2)解法一(分段法)：重物从气球上脱离后上升所用时间t′＝＝ s＝4 s，设从最高点下落到地面的时间为t″，则H＝gt″2，解得t″＝6 s，则t总＝t′＋t″＝4 s＋6 s＝10 s. 解法二(整体法)：以竖直向上为正方向，重物掉落时距地面高度h＝100 m，则有－h＝vt1－gt，解得t1＝10 s. (3)以竖直向上为正方向，设经过时间t2重物速度大小为20 m/s，方向可能向上或向下，由vt＝v－gt2得t2＝2 s或6 s． 学科网（北京）股份有限公司 $