高一物理自由落體運動及豎直上拋運動

1、高一物理自由落體運動及其規(guī)律；豎直上拋運動及其規(guī)律北師大版【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容： 1. 自由落體運動及其規(guī)律； 2. 豎直上拋運動及其規(guī)律；二. 知識總結(jié)歸納： 1. 物體自由下落時的運動規(guī)律： （1）是豎直向下的直線運動； （2）如果不考慮空氣阻力的作用，不同輕、重的物體下落的快慢是相同的。 2. 自由落體運動 （1）定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。 （2）自由落體運動的加速度為g： 在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同，這個加速度稱重力加速度g。g方向豎直向下，大小隨不同地點而略有變化，在地球表面上赤道最小、兩極最大，還隨高度的不同而變化，高度越高g越

2、小。在通常的計算中，地面上的g取9.8m/s2，粗略的計算中，還可以把g取做10m/s2。 （3）自由落體運動的規(guī)律：（是初速為零加速度為g的勻加速直線運動）： 3. 豎直上拋運動 定義：將物體以一定的初速度沿豎直方向向上拋出去，物體只在重力作用下的運動。 特點：是加速度為g（取豎直向上方向為正方向）的勻變速直線運動， 運動到最高點時，v=0，a=g。 分析方法及規(guī)律： （1）分段分析法： （取豎直向上方向為正方向） （取豎直向下方向為正方向） （2）整過程分析法：全過程是加速度為g（取豎直向上方向為正方向）的勻變速負，s為正值表示質(zhì)點在拋出點的上方，s為負值表示質(zhì)點在拋出點的下方，v為正值，

3、表示質(zhì)點向上運動，v為負值，表示質(zhì)點向下運動。由同一位移s求出的t、vt可能有兩解，要注意分清其意義。 =v0/g；下落過程是上升過程的逆過程，所以質(zhì)點在通過同一高度位置時，上升速度與下落速度大小相等，物體在通過同一段高度過程中，上升時間與下落時間相等。【典型例題】 例1. 甲物體的重力比乙物體的重力大5倍，甲從H米高處自由落下，乙從2H米高處同時自由落下，下面幾種說法正確的是：（H足夠大） A. 兩物體下落過程中，同一時刻甲的速率比乙的大； B. 下落1s末，它們的速度相等； C. 各自下落1m它們的速度相等； D. 下落過程中甲的加速度比乙的大。 解析：物體自由下落，只受重力，加速度都是g

4、，與質(zhì)量無關(guān)，故D錯，由vt=gt知， 例2. 一物體從高處A點自由落下，經(jīng)B點到C點，已知B點的速度是C點速度的3/4，BC間距離是7m，則AC間距離是_m。（g=10m/s2）。 解析：設(shè)C點速度vC，則： 聯(lián)立可得hAC=16m。 例3. 一物體從離地H高處自由下落x時，物體的速度恰好是著地時速度的一半，則它落下的位移x等于_。 解析：設(shè)落地速度大小為v，則： 例4. 豎直懸掛一根15m長的桿，在桿的正下方距桿下端5m處有一觀察點A，讓桿自由落下。求桿全部通過A點需多少秒？（g=10m/s2） 解析：桿下落至A點時間t1，則： 桿從靜止釋放到完全通過A點時間t2，則： 。 例5. 在12

5、m高的塔上，以一定初速度豎直向上拋出一物體，經(jīng)2s到達地面，則物體拋出時的速度多大？物體上升的最大高度是多少（離地面高度）？g=10m/s2。 解析：把物體上升和下落看成一個全過程，根據(jù)位移公式s=v0tgt2/2，依題意得 物體離地的最大高度H=0.8+12=12.8(m)。 （本題分上升、下落兩過程處理也可以） 可見，處理豎直上拋運動問題，關(guān)鍵是注意s、vt的正、負號及其意義。 例6. 一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面。此時其重心位于從手到腳全長的中點。躍起后重心升高0.45m達到最高點。落水時身體豎直，手先入水。（在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計。）

6、從離開跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是_s。（計算時，可以把運動員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點。g取為10m/s2，結(jié)果保留二位數(shù)字。） 解析：運動員上升高度h1=0.45m，上升時間t1。 下落高度H=10.45m，全程下落時間t2， 由豎直上拋運動的對稱性，上升高度h1的時間等于下落高度h1的時間，則： 又因為： 【模擬試題】 1. 物體由屋頂自由下落，經(jīng)過最后2m所用時間是0.15s，則屋頂高度約為： A. 10mB. 12mC. 14mD. 15m 2. 甲物體的重力是乙物體的3倍，它們在同一高度處同時自由下落，則下列說法中正確的是： A. 甲比乙先著地 B. 甲比乙的

7、加速度大 C. 甲、乙同時著地 D. 無法確定誰先著地 3. 為了求得樓房的高度，在不計空氣阻力的情況下，讓一個石塊從樓頂自由落下，測出下列哪個物理量就能計算出樓房的高度 A. 石塊下落到地面的總時間 B. 石塊落地前的瞬時速度 C. 石塊落地前最后1s內(nèi)的位移 D. 石塊通過最后1m位移的時間 4. 從高處釋放一粒小石子，經(jīng)過1s，從同一地點再釋放一粒小石子，在落地之前，兩粒石子之間的距離： A. 保持不變 B. 不斷增大 C. 不斷減小 D. 有時增大，有時減小 5. 在豎直上拋運動中，當(dāng)物體到達最高點時： A. 速度不為零，加速度為零 B. 速度為零，加速度不為零 C. 有向下的速度和加

8、速度 D. 物體處于平衡狀態(tài) 6. 氣球吊著物體勻速上升到某一高度時，吊著物體的繩子斷了，則在繩斷的瞬間物體將具有： A. 重力加速度g，沒有速度 B. 有向上的速度，而加速度為零 C. 有向上的速度和向下的加速度 D. 物體將作自由落體運動 7. 將甲、乙兩物體從同一地點，同一時刻豎直上拋，A的初速是B的兩倍，則它們上升的最大高度之比是： A. 1：2B. 1：4 C. 1：1D. 4：1 8. vt圖象如圖1所示，表示物體作豎直上拋的是：圖1 9. 豎直上拋的物體，初速度是30m/s，經(jīng)過2s產(chǎn)生的位移是多少？路程是多少？經(jīng)過4s產(chǎn)生的位移是多少？路程是多少？（空氣阻力不計，g=10m/s

9、2） 10. 一個豎直上拋的物體經(jīng)4s落回原處，則經(jīng)2s物體的速度是多少？位移是多少？路程是多少？經(jīng)過3s速度是多少？位移是多少？路程是多少？（g=10m/s2） 11. 在某市區(qū)內(nèi)，一輛小汽車在公路上以速度v1向東行駛，一位觀光游客正由南向北從斑馬線上橫過馬路。汽車司機發(fā)現(xiàn)游客途經(jīng)D處時經(jīng)過0.7s作出反應(yīng)緊急剎車（此時汽車運動到了A點），但仍將正步行至B處的游客撞傷，該汽車最終在C處停下，如圖2所示。為了判斷汽車是否超速行駛以及游客橫穿馬路是否過快，警方派一警車以法定最高速度行駛在同一馬路的同一地段，在肇事汽車的起始制動點A緊急剎車，經(jīng)過14.0m后停下來，在事故現(xiàn)場測量得。肇事汽車剎車性能良好（可認為警車與肇事汽車剎車時加速度均相同），