2022年高中物理第章抛体运动第节竖直方向上的抛体运动教师用书鲁科版必修 .pdf

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1、1 第 2 节竖直方向上的抛体运动学 习 目 标知 识 脉 络1. 理解竖直方向上的抛体运动的特点和规律 ( 重点 ) 2学会将竖直方向上的抛体运动分解为匀速直线运动和自由落体运动两个分运动( 难点) 3会用分段法、整体法处理竖直上抛运动 ( 重点 )竖 直 下 抛 运 动 先填空 1定义将物体以某一初速度向下竖直抛出，在不考虑空气阻力的情况下，这样的运动称为竖直下抛运动2性质初速度不为零，加速度ag的匀加速直线运动3规律速度公式：vtv0gt，位移公式：sv0t12gt2. 再判断 1竖直下抛运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动 ( )2竖直下抛运动的速度规律是vgt.( )3竖直下

2、抛运动可以看做竖直向下的匀速直线运动和自由落体运动的合运动( ) 后思考 某同学站在楼顶竖直向下抛石子，从运动的合成与分解来看，石子的运动可以看成是哪两个运动合成的？【提示】石子的运动可以看成是竖直向下的匀速直线运动和自由落体运动合成的 合作探讨 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2 某同学从山崖的顶端竖直向下以1 m/s 的速度抛出一块石头，2 s 后听到石头落地的声音 (g取 10 m/s2) 探讨 1：该同

3、学能否计算出此山崖的高度？【提示】能根据sv0t12gt2，算得s22 m. 探讨 2：石头落地时的速度有多大？【提示】根据vtv0gt，算得落地时速度vt21 m/s. 核心点击 1条件做竖直下抛运动的物体具有竖直向下的初速度v0，下落过程中只受重力作用竖直向下抛出的物体， 如果空气阻力与物体重力相比较很小时，阻力作用可以忽略，此时也可以把物体的运动看做是竖直下抛运动2竖直下抛运动与自由落体运动1(2016东莞高一检测) 将物体以一定的初速度竖直下抛，其速度时间图象可能是( ) 【解析】竖直下抛运动的速度与时间的关系式为vtv0gt，可知 C正确【答案】C 2(2016济南高一检测) 某同学

4、在一古井口以1 m/s的速度竖直向下扔一石块，2 s后听到石块击水的声音，声音的传播时间忽略不计，g取 10 m/s2. 若估算出古井的深度约为( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3 【导学号： 01360087】A20 m B22 m C2 m D7 m 【解析】石块做竖直下抛运动，hv0t12gt212121022 m22 m，由此可知井深约为22 m，故选项 B正确【答案】B 3从离地45 m 处自由

5、下落一个小球，1 s 后再从同一位置竖直向下抛出另一个小球，要使两个小球同时落地，第二个小球抛出时的初速度必须多大？( 不计空气阻力，g取 10 m/s2) 【解析】设自由下落的小球运动时间为t，有h12gt2则t2hg24510 s 3 s 设下抛小球的初速度为v0，则运动时间为t12 s 由位移公式hv0t112gt21得v0ht112gt112.5 m/s. 【答案】12.5 m/s 竖直下抛的运动规律竖直下抛运动与我们前面学习的匀加速直线运动的性质是相同的，在处理竖直下抛运动的题目时，匀加速直线运动的规律、推论及方法都是适用的竖 直 上 抛 运 动 先填空 1定义把物体以某一初速度竖直

6、向上抛出，仅在重力作用下的运动2性质初速度向上，加速度ag的匀变速直线运动3研究方法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4 分段法上升阶段：匀减速直线运动下降阶段：自由落体运动具有对称性4规律(1) 速度公式上升阶段：vtv0gt，下降阶段：vtgt.(2) 位移公式：上升阶段：hv0t12gt2，下降阶段：h12gt2.(3) 上升到最高点所用时间：tv0g，(4) 上升的最大高度：hv202g. 再判断 1竖直

7、上抛运动是匀变速直线运动( )2竖直上抛运动的速度大小逐渐减小最终减小为零( )3竖直上抛运动的位移大小逐渐减小最后为零( ) 后思考 如图 321 所示的音乐喷泉中， 喷泉做的是什么运动？若喷出管口的速度为v0，喷泉经过多长时间到达最高点？图 321 【提示】喷泉做竖直上抛运动，到达最高点的时间tv0g. 合作探讨 如图 322 所示，一物体从竖直匀速上升的直升飞机上脱落图 322 探讨 1：物体离开直升飞机后做什么运动？【提示】物体做竖直上抛运动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

8、 - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 5 探讨 2：做竖直上抛运动的物体到达最高点时的速度为零，加速度也为零吗？【提示】在最高点时速度为零，加速度不为零 核心点击 1竖直上抛运动的对称性(1) 速度对称：上升阶段和下落阶段经过同一位置时速度等大反向，即v上v下；(2) 时间对称：上升阶段与下落阶段经过同一段竖直距离所用的时间相等，即t上t下2分析方法(1) 分段法上升过程：匀减速直线运动，取向上为正方向vtv0gtsv0t12gt2v2tv20 2gs?上升时间：tv0g上升高度：hv202g下降过程：自由落体运动vtgts12gt2v2t2gs?下降时间：t

9、vtg落到抛出点的速度：vtv0(2) 整体法匀减速直线运动，取向上为正方向，则v00，agvtv0gtsv0t12gt2v2tv20 2gs4物体竖直上抛后又落回地面，设向上的速度为正，它在整个运动过程中速度v跟时间t的关系应为图中的( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6 【解析】整个过程加速度相同，上升和下降的速度方向相反【答案】B 5(2016西城区高一检测) 从离地面 3 m高处竖直抛出一个小球，它

10、上升5 m后回落，最后到达地面此过程中( ) 【导学号： 01360088】A小球通过的路程是7 m B小球的位移大小是13 m C小球的位移大小是3 m D小球的位移方向是竖直向上【解析】小球被抛出后做竖直上抛运动，从抛出到落地的过程中，先向上运动5 m，再向下做自由落体运动8 m 到达地面，小球的位移大小为3 m，方向竖直向下，选项B、D错误，选项C正确；小球的路程是13 m，选项 A错误【答案】C 6一小孩站在水平地面上，用弹弓竖直向上对空弹射小石子弹弓发射小石子的初速度为 40 m/s ，并设想空气对小石子的阻力为零，g取 10 m/s2. 求发射后经过5 s ，小石子位移大小和方向及

11、发射后经过10 s 小石子的速度【解析】设竖直向上为正方向，由位移公式可得：sv0t12gt2 405121052m 75 m，方向竖直向上小石子经过时间t落地，则t2v0g24010 s 8 s ，故 10 s 时小石子早已落地，速度为零【答案】75 m 竖直向上0 竖直上抛运动的求解技巧1正方向与各矢量正、负号的确定：使用整体法处理竖直上抛运动时，要特别注意公式中各矢量的方向，一般以向上的方向为正方向2求解竖直上抛运动的两个基本方法(1) 分段法：上升过程用初速度不为零的匀减速直线运动规律计算；下降过程用自由落体运动的公式计算(2) 整体法：加速度方向与初速度的方向相反，把竖直上抛运动看做

12、匀变速直线运动3竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性学业分层测评 ( 十一 ) ( 建议用时： 45 分钟 ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 7 学业达标 1(2016武汉高一检测) 做自由落体、竖直上抛和竖直下抛运动的物体，它们在相同的时间内速度的变化( ) A大小相等，方向相同B大小相等，方向不同C大小不等，方向相同D大小不等，方向不同【解析】做自由落体、 竖直上抛和竖直下抛运动的物体，都只受重力作

13、用，由牛顿第二定律可知，它们的加速度都是重力加速度，故选A. 【答案】A 2做竖直下抛运动的物体，第9 s 内和第 4 s 内的位移之差为(g取 10 m/s2)( ) 【导学号： 01360089】A5 m B10 m C25 m D50 m 【解析】设初速度为v0，由hv0t12gt2知，第 9 s 内的位移h9v0912g92v0812g82v01172g，第 4 s 内的位移h4v0412g42v0312g32v0172g，则 hh9h4102g50 m. 【答案】D 3做竖直上抛运动的物体在上升和下降过程中通过同一位置时，不相同的物理量是( ) A速度B速率C加速度D位移【解析】做竖

14、直上抛运动的物体在上升和下降过程中通过同一位置时，位移大小、 方向均相同，速度大小相等、方向相反，加速度大小均为g且方向一直向下，故A正确【答案】A 4(2016泉州高一检测) 一物体做竖直上抛运动( 不计空气阻力 ) ，初速度为30 m/s ，当它的位移为25 m 时，经历时间为(g取 10 m/s2)( ) A2 s B3 s C4 s D5 s 【解析】因为hv0t12gt2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - -

15、 8 所以 2530t1210t2解得：t11 s ，t25 s 故选 D. 【答案】D 5(2016苏州高一检测) 如图 323为某一物体做竖直上抛运动的vt图象，试根据图象判断物体在3 s 内的位移和路程大小为(g取 10 m/s2)( ) 图 323 A10 m 15 m B10 m 25 m C15 m 20 m D15 m 25 m 【解析】由图象可得，物体上升高度为h上12220 m 20 m，物体下落高度为h下12110 m 5 m因此 3 s 末物体的位移为hh上h下15 m物体的路程为sh上h下25 m选项 D正确【答案】D 6( 2016莆田高一检测) 在竖直匀速上升的热气

16、球上轻轻释放一个沙袋，若不计空气阻力的影响，则( ) 【导学号： 01360090】A在地面上看，沙袋做自由落体运动B在气球上看，沙袋将与气球保持相对静止C在地面上看，沙袋将做竖直上抛运动D在气球上看，沙袋将做竖直上抛运动【解析】沙袋离开气球时，有一定初速度， 只受重力作用， 先向上做匀减速直线运动，到最高点时，再做由由落体运动，在地面上看，沙袋将做竖直上抛运动，A错， C对；在气球上看，沙袋将做自由落体运动，B、D错【答案】C 7一个从地面上竖直上抛的物体，它两次经过一个较低点A的时间间隔是5 s ，两次经过一个较高点B的时间间隔是3 s ，则A、B之间的距离是 (g取 10 m/s2)(

17、) A80 m B40 m C20 m D初速度未知，无法确定【解析】由题意知：从A到最高点的时间为52 s ，从B到最高点的时间为32s，因为从名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9 最高点计算sABsAsB，即sAB12105221210322m 20 m. 【答案】C 8一个人站在44 m高的塔顶上以1 m/s 的速度竖直向下扔出一个铁球，铁球出手时在塔顶上方1 m 处，不计空气阻力，g取 10 m/s2，求

18、：(1) 铁球下落到距塔顶3 m 时的速度大小；(2) 铁球到达地面所用的时间【解析】(1) 铁球下落的高度h(1 3) m 4 m，由v2tv202gh得vt2ghv202104 12 m/s 9 m/s. (2) 设铁球经过时间t落地，下落的总高度h (1 44)m45 m ，由位移公式hv0t12gt2解得t2.9 s. 【答案】(1)9 m/s (2)2.9 s 能力提升 9(2016三门峡高一检测) 自高为H的塔顶自由落下A物体的同时，B物体自塔底以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动下面说法不正确的是( ) 【导学号： 01360091】A若v0gH，两物体相遇时，B

19、物体正在上升途中B若v0gH，两物体在地面相遇C若gH2v0gH，两物体相遇时，B物体正在空中下落D若v0gH2，两物体在地面相遇【解析】A、B两物体相遇必须满足H12gt2v0t12gt2，则运动时间为tHv0. 若相遇时B物体上升，则v0gt0，即v0gH，选项A满足条件；若A、B相遇时恰好在地面时，需满足0v0t12gt2，即v0gH2，选项 D满足条件若B物体在下落过程中相遇，则v0gt0，即gH2v0gH，选项 C满足条件综合以上分析可知，选项B不符合条件，不正确的是选项B. 【答案】B 10(多选 ) 如果不计空气阻力你要使一质量为1 kg 的用于体能训练的篮球沿竖直向名师资料总结

20、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 10 上的方向抛过5 m 高处，则下列结论中正确的是(g取 10 m/s2)( ) A抛出的初速度至少为10 m/s B抛出的初动能至少为50 J C你对篮球做的功至少为50 J D篮球在5 m 处的重力势能一定为50 J 【解析】由v202gh得初速度v02gh10 m/s，初动能Ek12mv2050 J，由动能定理可知对篮球做功WEk50 J ，选项 A、B、C均正确，重力势能具有相对性

21、，与零势能参考平面选取有关，故选项D错误【答案】ABC 11跳伞运动员以5 m/s 的速度竖直匀速降落，在离地面高度h10 m的地方掉了一颗扣子，设扣子受到的空气阻力可以忽略，且跳伞运动员的运动速度保持不变，g取 10 m/s2.则跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为多少？【解析】扣子做初速度v05 m/s ，加速度为g的匀加速直线运动，设其下落时间为t1，由hv0t112gt21，整理得t21t120，解得t11 s( 另一解t1 2 s 舍去 ) 跳伞运动员匀速降落的时间t2hv0105 s 2 s，跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为tt2t11 s. 【答案】1 s 12如图 324 所示，A、B

22、两棒长均为L1 m，A的下端和B的上端相距h20 m，若A、B同时运动，A做自由落体运动，B做竖直上抛运动，初速度v040 m/s ，求：图 324 【导学号： 01360092】(1)A、B两棒何时相遇；(2) 从相遇开始到分离所需的时间【解析】(1) 设经时间t两棒相遇，A做自由落体运动s112gt2，B做竖直上抛运动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 11 s2v0t12gt2又s1s2h即12gt2(v0t12gt2) h得thv02040 s 0.5 s. (2) 从相遇开始到两棒分离的过程中，A棒做初速度不为零的匀加速运动，B棒做初速度不为零的匀减速直线运动，设从相遇开始到分离所需的时间为t，则(vAt12gt2) (vBt12gt2) 2LvAgt，vBv0gt代入数据解得t2Lv00.05 s. 【答案】(1)0.5 s (2)0.05 s 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -