高考物理知識框架復(fù)習(xí)課件14.ppt

第3講自由落體運動和豎直上拋運動 一 自由落體運動1 概念 物體只在 作用下由 開始的運動 2 運動特點 1 初速度為 2 加速度大小等于 加速度的方向 3 運動規(guī)律 1 速度公式 vt 2 位移公式 h 第3講 考點整合 重力 靜止 零 重力加速度 豎直向下 gt 2gh 二 豎直上拋運動1 概念 物體以初速度v0豎直上拋后 只在 作用下而做的運動 2 運動特點 1 初速度豎直向上 2 加速度大小等于 加速度的方向 第3講 考點整合 重力 重力加速度 豎直向下 第3講 考點整合 3 運動規(guī)律 取向上的方向為正方向 1 速度公式 vt 2 位移公式 h 4 上升的最大高度 h 5 上升到最大高度所需時間t v0 gt 2gh 第3講 要點探究 探究點一自由落體運動問題的求解 應(yīng)用自由落體規(guī)律時應(yīng)注意的問題 1 自由落體運動同時具備的兩個條件是 初速度為零 加速度為重力加速度 物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運動 從中間截取的一段運動過程不是自由落體運動 而是豎直下拋運動 應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運動的規(guī)律去解決豎直下拋運動問題 第3講 要點探究 2 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動 1 從運動開始連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之比1 3 5 7 3 連續(xù)相等的時間t內(nèi)位移的增加量相等 即 h gt2 可充分利用自由落體運動的初速度為零的特點 比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題 第3講 要點探究 例1物體從高處自由落下 通過1 75m高的窗戶所需時間為0 1s 物體從窗底落到地面所需時間為0 2s 則物體是從多高處下落的 第3講 要點探究 20m 第3講 要點探究 點評 自由落體運動是勻變速直線運動的特例 所涉及的題目大多是考查勻變速運動公式的靈活應(yīng)用及方程組的求解 本題側(cè)重于一段勻變速運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度這一規(guī)律的應(yīng)用 變式題涉及的是自由落體運動運動規(guī)律的靈活運用 第3講 要點探究 變式題 如圖3 1所示 懸掛的直桿ab長為l1 在其下l2處有一長為l3的無底圓筒cd 若將懸線剪斷 則直桿穿過圓筒所用的時間為多少 第3講 要點探究 第3講 要點探究 第3講 要點探究 探究點二豎直上拋運動問題的求解 豎直上拋運動過程包括上升和下降兩個階段 上升階段物體的速度越來越小 加速度與速度方向相反 是勻減速直線運動 下降階段物體的速度越來越大 加速度與速度方向相同 是勻加速直線運動 物體到達(dá)最高點時速度為零 但加速度仍為重力速度g 所以物體此時并不處于平衡狀態(tài) 第3講 要點探究 1 豎直上拋運動處理方法 1 分段法 把豎直上拋運動的全過程分為上升階段和下降階段 上升階段做末速度vt 0 加速度a g的勻減速直線運動 下降階段做自由落體運動 物體下落階段的運動和上升階段的運動互為逆運動 2 全程法 把豎直上拋運動的上升階段和下降階段看成是一個勻減速直線運動 其加速度方向始終與初速度v0的方向相反 第3講 要點探究 第3講 要點探究 第3講 要點探究 3 能量的對稱性豎直上拋運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 3 豎直上拋運動的多解性當(dāng)物體經(jīng)過拋出點上方某個位置時 可能處于上升階段 也可能處于下降階段 從而產(chǎn)生雙解 第2講 勻速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用 例2氣球以10m s的速度勻速上升 當(dāng)它上升到175m的高處時 一重物從氣球上掉落 則重物需要經(jīng)過多長時間才能落到地面 到達(dá)地面時的速度是多大 g取10m s2 第3講 要點探究 例27s60m s 解析 解法一 分段法 重物離開氣球后先做豎直上拋運動 到達(dá)最高點后再做自由落體運動 第3講 要點探究 第3講 要點探究 第3講 要點探究 點評 解答本題的關(guān)鍵是找出重物離開氣球時具有向上的初速度這一隱含條件 在此基礎(chǔ)上正確判斷物體的運動情況 畫出過程示意圖 即可靈活選用分段法和整體法解題 注意各物理量的取值正負(fù) 第3講 要點探究 變式題 某人站在50層高樓18層的平臺邊緣處 以v0 20m s的初速度豎直向上拋出一石子 求拋出后石子經(jīng)過距拋出點15m處所需的時間 不計空氣阻力 g取10m s2 第3講 要點探究 解析 位于石子距拋出點15m的位置有拋出點上方15m和下方15m兩個位置 第3講 要點探究 第3講 要點探究 探究點三復(fù)雜的勻變速直線運動 1 自由落體與豎直上拋物體的相遇問題當(dāng)兩個物體從不同位置先后做自由落體運動或兩個物體分別做自由落體與豎直上拋運動時 兩物體在空中相遇的條件都是兩物體在同一時刻位于同一位置 上述兩種情況下兩個物體的相遇問題 可以地面為參考系根據(jù)自由落體規(guī)律結(jié)合位移關(guān)系和時間關(guān)系求解 也可以某一物體為參考系根據(jù)兩物體相對勻速運動結(jié)合相對位移和時間關(guān)系求解 第3講 要點探究 對兩個分別做自由落體與豎直上拋運動的物體在空中相遇的問題 還可以結(jié)合上拋運動的臨界條件如 恰到達(dá)最高點 恰好返回地面 等 求解上升過程或下降過程相遇的條件等問題 2 豎直上拋和自由落體運動的多體問題豎直上拋和自由落體運動的多體問題一般具有如下特征 1 每個物體都經(jīng)歷相同的運動過程 2 每個物體開始運動的時間差相等 對此類問題如水龍頭滴水 雜技演員連續(xù)拋球 直升機(jī)定點空降等問題 可把多體問題轉(zhuǎn)化為單體問題求解 第3講 要點探究 例3 2011 合肥模擬 如圖所示 a b兩棒的長均為l 1m a的下端和b的上端相距s 20m 若a b同時運動 a做自由落體運動 b做豎直上拋運動 初速度v0 40m s 求 g取10m s 1 a b兩棒何時相遇 2 a b兩棒從相遇開始到分離所需的時間 第3講 要點探究 第3講 要點探究 變式題 從