2019高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)大通關(guān)專題1.3自由落體運(yùn)動與豎直拋體運(yùn)動學(xué)案

1、專題 1.3 自由落體運(yùn)動與豎直拋體運(yùn)動考點(diǎn)精講一、 自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律1自由落體運(yùn)動規(guī)律(1)速度公式：v=gt.12(2)位移公式：h=gt.(3)速度位移關(guān)系式：v2=2gh.2豎直上拋運(yùn)動規(guī)律(1) 速度公式：v=vogt.(2) 位移公式：h=vot 2gt2.2 2(3) 速度一位移關(guān)系式：vvo= 2gh.2(4) 上升的最大高度：h= 2g.(5) 上升到最大高度用時：t=聖.g二、 應(yīng)用自由落體運(yùn)動規(guī)律解題時的兩點(diǎn)注意1.物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運(yùn)動，從中間截取的一段運(yùn)動過程不是自由落體運(yùn)動，而是豎直下拋運(yùn)動，應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動規(guī)

2、律去解決豎直下拋運(yùn)動問題.2.可充分利用自由落體運(yùn)動初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題.1從運(yùn)動開始連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之比為1 : 3 : 5 : 7：(2n 1).2一段時間內(nèi)的平均速度v=v，v=jh,v= *gt.3連續(xù)相等的時間T內(nèi)位移的增加量相等，即h=gT2.三、 豎直上拋運(yùn)動的三種對稱性(1) 時間的對稱性：1物體上升到最高點(diǎn)所用時間與物體從最高點(diǎn)落回到原拋出點(diǎn)所用時間相等，即t上=t下=也g2物體在上升過程中從某點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)所用的時間和從最高點(diǎn)落回該點(diǎn)所用的時間相等.(2) 速度的對稱性：1物體上拋時的初速度與物體又落回原拋出點(diǎn)時的速度大小相等、方向相反.2物體在上升

3、階段和下降階段經(jīng)過同一個位置時的速度大小相等、方向相反.(3) 能量的對稱性：豎直上拋運(yùn)動物體在上升和下降過程中經(jīng)過同一位置時的動能、重力勢能及機(jī)械能分別相等.2四、豎直上拋運(yùn)動的兩種處理方法（1）分段法：將全程分為兩個階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段.（2）全程法：將全過程視為初速度為V。，加速度a=-g的勻變速直線運(yùn)動，必須注意物理量的矢量性習(xí)慣上取Vo的方向?yàn)檎较?，則：1v0 時，物體正在上升；v0 時，物體在拋出點(diǎn)上方；ht0,t2Vt1B.t1Vt0,t2t1C. t1to,t2t1D. t1Vto,t2Vt1【答案】B.則木桿通過圓筒上端A所用的時間7【解析】

4、物體在上升和下降過程中的位移h相同，但由于空氣阻力的作用，在上升過程中的加速度a1g,1下降過程中的加速度a2Vg,根據(jù)h= ?at2可知，11V12；如果沒有空氣阻力，ao=g,根據(jù)v=at可知，t18vto.故選 B.11 在塔頂上將一物體豎直向上拋出，拋出點(diǎn)為A,物體上升的最大高度為 20 m，不計(jì)空氣阻力，設(shè)塔足夠高，則物體位移大小為10 m 時，物體通過的路程可能為（）A. 10 mB. 20 mC. 30 mD. 50 m【答案】ACD【解析】物體在塔頂上的A點(diǎn)拋出，位移大小為 10 m 的位置有兩處，如圖所示，處在/點(diǎn)之上，昇一灶在乂點(diǎn)之下，在月點(diǎn)之上時通過位移為10 m處又有上

5、升和下降兩種過程，上升 通過時， 物體的路程/等于位移XL的大小,即二工T7降通過時， 路程整= 一工1=2尬0 iCtai =30mo在上點(diǎn)之下時，通過的路程S3-2A+j=220m+ 10m=50mc故A、C、D正確B錯誤。b、c,三球剛好同時落到桌面上，不計(jì)空氣阻力，則（）fl-0A：A.三者到達(dá)桌面時的速度大小之比是,3 : 2 : 1B.三者運(yùn)動時間之比為 3： 2 : 1C. b與a開始下落的時間差小于c與b開始下落的時間差D.三個小球運(yùn)動的加速度與小球受到的重力成正比，與質(zhì)量成反比【答案】AC【解析】 由v2= 2gh,得v= 2gh,故w：V2:V3= 3 ： 2 : 1, A

6、 正確；由比t1:t2:t3=3 :2 : 1, B 錯誤；b與a開始下落的時間差 t1= C.3 . 2) 2h3亍， 故 C 正確； 三個小球的加速度與重力及質(zhì)量無關(guān)，都等于重力加速度, 錯誤.12.如圖所示，在一個桌面上方有三個金屬小球a、b、c,離桌面高度分別為h1:h2:h3= 3 : 2 : 1.若先后順次釋放a、t=?得三者運(yùn)動的時間之,c與b開始下落的時間差t2= ( ,2 1) 9方法突破方法 1 利用減法處理自由落體運(yùn)動的方法 物體在做自由落體的運(yùn)動過程中，從開始下落到運(yùn)動中的任一時刻都屬于自由落體運(yùn)動，但在研究下落過程中某一段過程時，由于初速度不為零，故此段運(yùn)動屬于豎直下

7、拋運(yùn)動。對于此過程除了可用豎直下拋運(yùn)動來處理外，還以借用自由落體運(yùn)動利用“減法”來處理。題組 4 利用減法處理自由落體運(yùn)動的方法13. 個物體從某一高度做自由落體運(yùn)動，已知它第一秒內(nèi)的位移恰為它最后一秒內(nèi)位移的一半，g取10 m/s2，則它開始下落時距地面的高度為（）A. 5 m B . 11.25 m C . 20 m D . 31.25 m【答案】B24.9t= 9.8，解得：t= 0.5 s【解析】設(shè)物體在最后一秒的初速度再叫則最后一秒內(nèi)位移為二新+條而第一秒內(nèi)的位移為10解得/=1.5s,則下落高度占=卻=11公叫 選項(xiàng)B正確。14兩個物體用長 9.8 m 的細(xì)繩連接在一起，從同一高度

8、以1s 的時間差先后自由下落，當(dāng)繩拉緊時，第二個物體下落的時間是（）A. 0.1 s B . 0.4 s C . 0.5 s D . 1.5 s【答案】C1o1o ot時，繩子被拉緊，則：g（t+ 1） gt=L,代入數(shù)據(jù)：4.9（t+ 1）-，選項(xiàng) C 正確，選項(xiàng) ABD 錯誤。物下落的時間是（）4A. 1 s B . 7s C【答案】D1 1 1ot，星球表面的重力加速度為g,則由h= 2gt得h= 2gt,h 14=?g(t 1),方法 2 處理豎直上拋運(yùn)動問題的方法處理豎直上拋運(yùn)動問題的常用的方法：（1 ）豎直上拋運(yùn)動的對稱性，速度對稱和時間對稱;上升階段是勻減速直線運(yùn)動，下降階段是自

9、由落體運(yùn)動;15 .設(shè)宇航員在某行星上從高32 m 處自由釋放一重物，測得在下落最后1 s 內(nèi)所通過的距離為 14 m,則重由題意知h= 32 m，解得11= 4 s ,t42= 7 s （舍去），選項(xiàng) D 正確?！窘馕觥?設(shè)第二個物體下落時間【解析】 設(shè)物體下落的時間為（2） 分段法,（3） 整體法，11題組 5 處理豎直上拋運(yùn)動問題的方法16.（對稱性）一小球豎直向上拋出，先后經(jīng)過拋出點(diǎn)的上方 到返回原處所經(jīng)歷的時間（）（g取 10 m/s2）A. 1 s B . 2 s C . 2 2 s D . 4 s【答案】C【解析】畫出小球運(yùn)動的情景圖，如圖所示。AC=2 S氣0OO=1 s，小球

10、在A點(diǎn)處的速度VA=gti= 10 m/s;在0A段根據(jù)公式vAv：= 2gh得Vo= 10 2 m/s ;小球從0VAVo1010%/2l點(diǎn)上拋到A點(diǎn)的時間t2102s = （ 2 1） s，根據(jù)對稱性，小球從拋出到返回原處所經(jīng)歷的g總時間t= 2（11+12） = 2 2 s。17.（整體法）一物體自空中的A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出，2s 后物體的速率變?yōu)?15 m/s，則此時物體的位置和速度方向可能是（不計(jì)空氣阻力，g= 10 m/s2）（）A.在A點(diǎn)上方，速度方向向下B .在A點(diǎn)上方，速度方向向上C.在A點(diǎn)下方，速度方向向下 D .正在A點(diǎn)，速度方向向下【答案】BC【解析】物體的速

11、度為注血叫方向可能豎直向上或豎直向下，若豎直問上，則根據(jù)勻變速直線運(yùn)動公式 可得物體的初速度州二卄旦二於她，物體的位移工二誠-異二勒松O故此時物體在川點(diǎn)上方J若方向 豎直冋下J則初速度wrm/冇物體的位移x=V0/-10 m0,故此 fl 寸物體位于/點(diǎn)下方18.（分段法）一個氣球以 4m/s 的速度勻速豎直上升， 氣球下面系著一個重物， 當(dāng)氣球上升到下面的重物離地面 217m 時，系重物的繩斷了。經(jīng)過一段時間后，重物著地，此時重物的速度為（）（g取 10m/s2）A. 50m/s B . 60m/s C . 66m/s D . 70m/sh=5 m 處的時間間隔 t= 2 s，小球從拋出小球

12、先后經(jīng)過A點(diǎn)的時間間隔 t= 2 s，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性，小球從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的時間tti=V12【答案】C【解析】繩未斷時，重物隨氣球以4m/s 的速度勻速上升，繩斷后，由于慣性，物體將在離地面217m 處，以初速度 4m/s 作豎直上拋運(yùn)動.如圖所示。1319.(分段法 整體法)某校一課外活動小組自制一枚火箭，設(shè)火箭從地面發(fā)射后，始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動。火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過4s 到達(dá)離地面 40m 高處時燃料恰好用完，若不計(jì)空氣阻力，取g= 10 m/s2,燃料恰好用完時火箭的速度為 _;火箭上升離地面的最大高度為_ ;火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時間為 _

13、。【答案】 20 m/s 60 m (6+ 2 3) s【解析】設(shè)燃料用完時火箭的速度為所用時I司為H 火箭的運(yùn)動分為兩個過程第一個過程為做勻加速 上升運(yùn)動，第二個過程為做豎直上拋運(yùn)動至到達(dá)最高點(diǎn)。(1瀏第一個過程有加=瓠，代入數(shù)據(jù)解得旳=200)對第二個過程有舒，代入數(shù)據(jù)解得fe=20m所以火箭上升離地面的最大高度h=h2= 40 m + 20 m = 60 m。(3)方法一：分段分析法從燃料用完到運(yùn)動至最高點(diǎn)的過程中，由V1=gt2，得12= 20 s = 2 sg10從最高點(diǎn)落回地面的過程中由h=尹七彳？，而h= 60 m,代入得13= 2 3 s故總時間t總=11+12+13= (6

14、+2-.13) s。方法二：整體分析法考慮從燃料用完到殘骸落回地面的全過程，以豎直向上為正方向，全過程為初速度V1= 20 m/s，加速度g=10 m/s2,位移h= 40 m 的勻變速直線運(yùn)動，即有h=V1t *gt2，代入數(shù)據(jù)解得t= (2 +23) s 或t= (2 2 3) s(舍去)，故t總=+t= (6 + 2 3) s。點(diǎn)評：分析解答豎直上拋運(yùn)動的問題時，既可采用分段法，也可采用整體法分段法物理過程清晰，但解2 2vo4hi= =m= 0.8m,2g2X10=0.4s，下落階段物體作自由落體運(yùn)動hi+h=舟忙，t2=、/2(h+h)故從繩斷開始到重物著地的時間t=ti+t2= 7s，重物著地時的速度v=gt2= 10X6.6m/s = 66m/s。上升階段物體作勻減速直線運(yùn)動。上升的最大高度vo4上升到最高點(diǎn)時間嘗= = s10X(217+0.8)s= 6.6s。14題步驟較多，整體法是直接把已知量代入公式，但必須注意h、vt正負(fù)號的意義及其取舍。方法 3 利用相對運(yùn)動解決多物體運(yùn)動的方法 在自由落體或拋體運(yùn)動中，因物體運(yùn)動的加速度都相同，故選取其中一物體作為參考系時，其他物體的運(yùn)動必為靜止或勻速直線運(yùn)動，從而使問題得到簡化。20.甲、乙兩小球先后從空中同一位置自由下落，乙比甲遲t= 0.1s 釋放，當(dāng)甲、乙均在下