高考物理一轮复习第3讲自由落体运动和竖直上抛运动ppt课件.ppt

第第3 3讲自由落体运动和讲自由落体运动和 竖直上抛运动竖直上抛运动考点整合一、自由落体运动一、自由落体运动1.概念：物体只在概念：物体只在_作用下由作用下由_开始的运动开始的运动2.运动特点运动特点(1)初速度为初速度为_；(2)加速度大小等于加速度大小等于_，加速度的方向，加速度的方向_3.运动规律运动规律(1)速度公式：速度公式：vt_.(2)位移公式：位移公式：h_.第第3 3讲讲 考点整合考点整合重力重力静止静止零零重力加速度重力加速度竖直向下竖直向下gt2gh二、竖直上抛运动二、竖直上抛运动1.概念：物体以初速度概念：物体以初速度v0竖直上抛后，只在竖直上抛后，只在_作作用下而做的运动用下而做的运动2.运动特点运动特点(1)初速度竖直向上；初速度竖直向上；(2)加速度大小等于加速度大小等于_，加速度的方向，加速度的方向_ 第第3 3讲讲 考点整合考点整合重力重力重力加速度重力加速度竖直向下竖直向下第第3 3讲讲 考点整合考点整合3.运动规律运动规律(取向上的方向为正方向取向上的方向为正方向)(1)速度公式：速度公式：vt_.(2)位移公式：位移公式：h_.(4)上升的最大高度：上升的最大高度：H_.(5)上升到最大高度所需时间上升到最大高度所需时间t_.v0gt2gh第第3 3讲讲 要点探究要点探究要点探究探究点一自由落体运动问题的求解探究点一自由落体运动问题的求解 应用自由落体规律时应注意的问题：应用自由落体规律时应注意的问题：1.1.自由落体运动同时具备的两个条件是：自由落体运动同时具备的两个条件是：初速度为零初速度为零 加速度为重力加速度物体由静止开始的自由下落加速度为重力加速度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，而是竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速落体运动，而是竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动的规律去解决竖直下抛运动问题直线运动的规律去解决竖直下抛运动问题第第3 3讲讲 要点探究要点探究 2.2.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动：(1)(1)从运动开始连续相等的时间内位移之比从运动开始连续相等的时间内位移之比13571357.(3)(3)连续相等的时间连续相等的时间T T内位移的增加量相等，即内位移的增加量相等，即hhgTgT2 2.可充分利用自由落体运动的初速度为零的特点、比例关系及可充分利用自由落体运动的初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题推论等规律解题第第3 3讲讲 要点探究要点探究例例1物体从高处自由落下，通过物体从高处自由落下，通过1.75m高的窗户所需高的窗户所需时间为时间为0.1s，物体从窗底落到地面所需时间为，物体从窗底落到地面所需时间为0.2s，则物，则物体是从多高处下落的？体是从多高处下落的？第第3 3讲讲 要点探究要点探究20m第第3 3讲讲 要点探究要点探究点评点评自由落体运动是匀变速直线运动的特例，所涉自由落体运动是匀变速直线运动的特例，所涉及的题目大多是考查匀变速运动公式的灵活应用及方程组及的题目大多是考查匀变速运动公式的灵活应用及方程组的求解，本题侧重于一段匀变速运动的平均速度等于中间的求解，本题侧重于一段匀变速运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度这一规律的应用，变式题涉及的是自由落时刻的瞬时速度这一规律的应用，变式题涉及的是自由落体运动运动规律的灵活运用体运动运动规律的灵活运用第第3 3讲讲 要点探究要点探究如图如图31所示，悬挂的直杆所示，悬挂的直杆AB长为长为L1，在其下，在其下L2处有一长为处有一长为L3的无底圆筒的无底圆筒CD，若将悬线剪断，则直杆，若将悬线剪断，则直杆穿过圆筒所用的时间为多少？穿过圆筒所用的时间为多少？第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究探究点二竖直上抛运动问题的求解探究点二竖直上抛运动问题的求解 竖直上抛运动过程包括上升和下降两个阶段上升阶竖直上抛运动过程包括上升和下降两个阶段上升阶段物体的速度越来越小，加速度与速度方向相反，是匀减段物体的速度越来越小，加速度与速度方向相反，是匀减速直线运动；下降阶段物体的速度越来越大，加速度与速速直线运动；下降阶段物体的速度越来越大，加速度与速度方向相同，是匀加速直线运动；物体到达最高点时速度度方向相同，是匀加速直线运动；物体到达最高点时速度为零，但加速度仍为重力速度为零，但加速度仍为重力速度g g，所以物体此时并不处于，所以物体此时并不处于平衡状态平衡状态第第3 3讲讲 要点探究要点探究 1 1竖直上抛运动处理方法竖直上抛运动处理方法 (1)(1)分段法：把竖直上抛运动的全过程分为上升阶段和下分段法：把竖直上抛运动的全过程分为上升阶段和下降阶段，上升阶段做末速度降阶段，上升阶段做末速度v vt t0 0、加速度、加速度a ag g的匀减速直线的匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动物体下落阶段的运动和上运动，下降阶段做自由落体运动物体下落阶段的运动和上升阶段的运动互为逆运动升阶段的运动互为逆运动 (2)(2)全程法：把竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段看成全程法：把竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段看成是一个匀减速直线运动，其加速度方向始终与初速度是一个匀减速直线运动，其加速度方向始终与初速度v v0 0的方向的方向相反相反第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究(3)(3)能量的对称性能量的对称性 竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位置时的动能、重力势能及机械能分别相等置时的动能、重力势能及机械能分别相等 3.3.竖直上抛运动的多解性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，从而产生双解阶段，也可能处于下降阶段，从而产生双解第第2讲讲匀速直线运动的规律及应用匀速直线运动的规律及应用例例2气球以气球以10m/s的速度匀速上升，当它上升到的速度匀速上升，当它上升到175m的高处时，一重物从气球上掉落，则重物需要经过多长的高处时，一重物从气球上掉落，则重物需要经过多长时间才能落到地面？到达地面时的速度是多大？时间才能落到地面？到达地面时的速度是多大？(g取取10m/s2)第第3 3讲讲 要点探究要点探究例例27s60m/s解析解析解法一解法一(分段法分段法)：重物离开气：重物离开气球后先做竖直上抛运动，到达最高点后再做自由落体运动球后先做竖直上抛运动，到达最高点后再做自由落体运动第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究点评点评解答本题的关键是找出重物离开气球时具有向解答本题的关键是找出重物离开气球时具有向上的初速度这一隐含条件在此基础上正确判断物体的运上的初速度这一隐含条件在此基础上正确判断物体的运动情况，画出过程示意图，即可灵活选用分段法和整体法动情况，画出过程示意图，即可灵活选用分段法和整体法解题注意各物理量的取值正负解题注意各物理量的取值正负第第3 3讲讲 要点探究要点探究某人站在某人站在50层高楼层高楼18层的平台边缘处，以层的平台边缘处，以v020m/s的初速度竖直向上抛出一石子求抛出后石子经过距的初速度竖直向上抛出一石子求抛出后石子经过距抛出点抛出点15m处所需的时间处所需的时间(不计空气阻力，不计空气阻力，g取取10m/s2)第第3 3讲讲 要点探究要点探究解析解析位于石子距抛出点位于石子距抛出点15m的位置有抛出点上方的位置有抛出点上方15m和下方和下方15m两个位置两个位置第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究探究点三探究点三复杂的匀变速直线运动复杂的匀变速直线运动 1.1.自由落体与竖直上抛物体的相遇问题自由落体与竖直上抛物体的相遇问题当两个物体从不同位置先后做自由落体运动或两个物体分当两个物体从不同位置先后做自由落体运动或两个物体分别做自由落体与竖直上抛运动时，两物体在空中相遇的条别做自由落体与竖直上抛运动时，两物体在空中相遇的条件都是两物体在同一时刻位于同一位置件都是两物体在同一时刻位于同一位置 上述两种情况下两个物体的相遇问题，可以地面为参上述两种情况下两个物体的相遇问题，可以地面为参考系根据自由落体规律结合位移关系和时间关系求解，也考系根据自由落体规律结合位移关系和时间关系求解，也可以某一物体为参考系根据两物体相对匀速运动结合相对可以某一物体为参考系根据两物体相对匀速运动结合相对位移和时间关系求解位移和时间关系求解第第3 3讲讲 要点探究要点探究 对两个分别做自由落体与竖直上抛运动的物体在空中对两个分别做自由落体与竖直上抛运动的物体在空中相遇的问题，还可以结合上抛运动的临界条件如相遇的问题，还可以结合上抛运动的临界条件如“恰到达恰到达最高点最高点”、“恰好返回地面恰好返回地面”等，求解上升过程或下降过程等，求解上升过程或下降过程相遇的条件等问题相遇的条件等问题 2.2.竖直上抛和自由落体运动的多体问题竖直上抛和自由落体运动的多体问题 竖直上抛和自由落体运动的多体问题一般具有如下特征：竖直上抛和自由落体运动的多体问题一般具有如下特征：(1)(1)每个物体都经历相同的运动过程；每个物体都经历相同的运动过程；(2)(2)每个物体开始运每个物体开始运动的时间差相等动的时间差相等 对此类问题如水龙头滴水、杂技演员连续抛球、直升机对此类问题如水龙头滴水、杂技演员连续抛球、直升机定点空降等问题，可把多体问题转化为单体问题求解定点空降等问题，可把多体问题转化为单体问题求解第第3 3讲讲 要点探究要点探究例例32011合肥模拟合肥模拟如图所示，如图所示，A、B两棒的长均为两棒的长均为L1m，A的下端和的下端和B的上端相距的上端相距s20m若若A、B同时运同时运动，动，A做自由落体运动，做自由落体运动，B做竖直上抛运动，初速度做竖直上抛运动，初速度v040m/s.求：求：(g取取10m/s)(1)A、B两棒何时相遇两棒何时相遇(2)A、B两棒从相遇开始到分离所需的时间两棒从相遇开始到分离所需的时间第第3 3讲讲 要点探究要点探究第第3 3讲讲 要点探究要点探究从距离地面从距离地面125m的高处每隔相同的时间由静止的高处每隔相同的时间由静止释放一个小球，不计空气阻力，当第释放一个小球，不计空气阻力，当第11个小球刚释放时，个小球刚释放时，第第1个小球恰好着地，则：个小球恰好着地，则：(1)相邻的两个小球开始下落的时间间隔相邻的两个小球开始下落的时间间隔t_s(2)第第1个小球恰好着地时，第个小球恰好着地时，第3个小球和第个小球和第5个小球间个小球间的距离的距离s_m第第3 3讲讲 要点探究要点探究