自由落體運動和豎直上拋運動 專項訓練（學生版）-2025年高考物理一輪復習

考點03自由落體運動和豎直上拋運動

考情探究,

i.高考真題考點分布

題型考點考查考題統(tǒng)計

選擇題自由落體運動基本規(guī)律應(yīng)用2024廣西卷

計算題豎直上拋運動的相遇問題2023天津卷

實驗題應(yīng)用自由落體運動測量重力加速度2023北京卷

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】近幾年高考對自由落體運動和豎直上拋運動的考查頻率不是特別的高，通常難度不大，多以

考查基本規(guī)律的應(yīng)用和對重力加速度的測量。

【備考策略】

1.利用自用落體運動的基本規(guī)律處理物理問題。

2.掌握并會利用豎直上拋運動的規(guī)律處理物理問題。

【命題預測】重點關(guān)注通過自由落體運動測量重力加速度的實驗，以及豎直上拋運動的基本規(guī)律應(yīng)用。

脆.考點梳理|?

(1)物體只受重力作用；

運動條件

(2)由靜止開始下落

運動性質(zhì)初速度為零的勻加速直線運動

自由落體運動(1)速度公式：v=gt；

位移公式：〃=；；

運動規(guī)律(2)g/2

(3)速度一位移公式：v2=2gh

(1)速度公式:V=Vo—gt;

2

(2)位移公式：h=vQt--gt；

速度一位移關(guān)系式：v2—v2=-2gh；

r(3)Q

h

1%Vo2

(4)上升的最大高度：//=—；

2g

豎直上

拋運動(5)上升到最高點所用時間：/=空

g

考點精講I

考點一自由落體運動

考向1自由落體運動的基本規(guī)律應(yīng)用

自由落體運動的處理方法：自由落體運動是。o=O、a=g的勻變速直線運動，所以勻變速直線運動的所

有公式、推論和方法全部適用。

典例引領(lǐng)

■--_______

1.某興趣小組用頻閃投影的方法研究自由落體運動，實驗中把一高中物理課本豎直放置，將一小鋼球從

與書上邊沿等高處靜止釋放，整個下落過程的頻閃照片如圖所示，忽略空氣阻力，結(jié)合實際，該頻閃攝影

的閃光頻率約為（）

A.5HzB.10HzC.20HzD.50Hz

即時檢測

2.如圖所示，在水平線。。'某豎直平面內(nèi)，距地面高度為〃，一條長為乙（乙＜人）的輕繩兩端分別系小球A

和B,小球A在水平線。。上，豎直向上的外力作用在A上，A和B都處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)從。。上另一點

靜止釋放小球1,當小球1下落至與小球B等高位置時，從。。上靜止釋放小球A和小球2,小球2在小

球1的正上方。則下列說法正確的是（）

A.小球1將與小球B同時落地

B.在小球B下落過程中，輕繩對B的拉力豎直向上

C.〃越大，小球A與小球B的落地時間差越大

D.在小球1落地前，小球1與2之間的距離隨時間的增大而增大

考向2自由落體運動的圖像

典例引領(lǐng)

3.某種海鳥可以像標槍一樣一頭扎入水中捕魚，假設(shè)其在空中的俯沖看作自由落體運動，進入水中后可

以看作勻減速直線運動，其V—圖像如圖所示，自由落體運動的時間為％,整個過程的運動時間為:最

大速度為%=6m/s,重力加速度g取10面『，下列說法正確的是（）

八W（nrsT）

A.A=lsB.整個過程中，鳥下落的高度為3m

C.4至會|時間內(nèi)，鳥的加速度大小為20m/s2D.%至時間內(nèi)，鳥所受的阻力是重力的L5倍

4.2023年8月10日消息，江西九江黃家灣社區(qū)開展"拒絕高空拋物，守護生命安全”宣傳活動。高空拋物

現(xiàn)象曾被稱為“懸在城市上空的痛"，威脅著人們的安全，刑法修正案新增高空拋物罪。假設(shè)一只質(zhì)量為

100g的梨從離地面176.4m高的高樓窗戶自由下落到地面，其位移（x）一時間（力圖像如圖所示，假設(shè)

梨子可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，則（）

A.當?shù)刂亓铀俣却笮?.7m/s2

B.f=3s時該圖像切線的斜率為速度，大小為58.8m/s

C.梨落地用時5s

D.梨落地時的速度大小為58.8m/s

考點精講|

考點二豎直上拋運動

1.研究豎直上拋運動的兩種方法：

(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vo，加速度a=-g的勻變速直線運動。

①速度時間關(guān)系：v=v0-gt;

2

②位移時間關(guān)系：h=vot-^gt；

③速度位移關(guān)系：v2—v；=—2g〃。

④符號法則：

1)v>0時，物體上升；v<0時，物體下降；

2)/?>0時，物體在拋出點上方；力<0時，物體在拋出點下方。

(3)兩個重要結(jié)論：

2

①最大高度：心=里；②到達最高點的時間：/=%

2gg

2.豎直上拋運動的圖像

物體上升到最高點所用時間與物體從最高點落回到原拋出點所用時間相等

時間對稱

物體在上升過程中經(jīng)過某兩點之間所用的時間與下降過程中經(jīng)過該兩點之間所用的

時間相等

物體上拋時的初速度與物體又落回原拋出點時的速度大小相等、方向相反

速度對稱

物體在上升階段和下降階段經(jīng)過同一個位置時的速度大小相等、方向相反

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、重力勢能及機械能分

能量對稱

別相等

典例引領(lǐng)

5.在某次救援中，消防隊員抱著被救者在直升機的豎直懸繩牽引下以10m/s的速度勻速上升。當上升到

離地面15m高處時，被救者的手機突然從口袋中掉出（手機掉出瞬間與被救援者相對靜止）。不計空氣阻

力，g=10m/s2,則下列說法中正確的是（）

A.手機掉出后做自由落體運動

B.手機從掉出到落地的時間為百s

C.手機從掉出到落地的時間為2s

D.手機從掉出到上升至最高點所用時間為1s

即打性測

6.重力加速度g的精確值在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中具有重要的意義。"對稱

自由下落法"可將g值的測量轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度和時間的測量。如圖所示，將真空長管沿豎直方向放置，自其中O

點豎直向上拋出小球，測得小球從離開。點到落回。點所用時間為％，小球在運動過程中經(jīng)過。點上方高

為我處的P點，小球先后兩次經(jīng)過尸點所用時間為4,則g等于（）

8H

B.彳Y

4H8H

C.--------4.(4-12)2

(。-2)

豎直上拋運動與自由落體運動相遇問題處理方法：

1。1,H

公式法：（1）同時運動，相遇時間：一g/+（%/--gt2）=H,解得：t=—

22%

（2）上升、下降過程中相遇中的臨界條件：

①若在a球上升時兩球相遇，臨界條件：t<%,即：—解得：v0>y/gH

gV。g

②若在a球下降時兩球相遇，臨界條件：也</<生,

gg

圖像法：左圖（在。球上升時兩球相遇）；

典例引領(lǐng)

7.某同學學習了自由落體運動和豎直上拋運動的內(nèi)容后，和同伴一起做了一個物理小實驗：自高為女的

塔頂自由落下/物體的同時3物體自塔底以初速度內(nèi)豎直上拋，且4、8兩物體在同一直線上運動，N物

體和8物體的加速度都為g,方向豎直向下。則（）

A.若%>顧,兩物體相遇時，8正在下降途中

B.若%=71萬，兩物體在地面相遇

C.若於<%<眄,兩物體相遇時2物體正上升

D.若%則兩物體在下降的途中相遇

即時檢測

8.如圖所示，在足夠高的空間內(nèi)，一小球位于粗細均勻且豎直空心管的正上方〃處，空心管長為乙小球

球心在管的軸線上，小球的直徑小于管的內(nèi)徑，小球可以無阻礙地穿過空心管?，F(xiàn)靜止釋放小球，讓其做

自由落體運動，釋放小球的同時，空心管以初速度V。豎直上拋，不計空氣阻力，下列說法正確的是

()

A.若大于某一值，小球一定不能穿過空心管

B.〃越小，小球穿過空心管的時間就越長

C.力越大，小球穿過空心管的時間就越短

L

D.小球穿過空心管的時間一定是一，與〃大小無關(guān)

%

兩個豎直上拋運動相遇問題處理方法：

b?<a

例：a、b球先后相隔At時間豎直上拋，要在空中相遇，加應(yīng)滿足什么條件？

(1)公式法：v.(Z+A0--g(r+A/)2=-2求出時間t。要在空中相遇，必須滿足條件:

0＜，＜2b,求出At范圍即可。

g

(2)圖像法:

典例引領(lǐng)

9.t=0時刻以10m/s的初速度豎直向上拋出一個小球，t=0.4s時從同一地點又以10m/s的初速度豎直向

上拋出第二個小球，不計空氣阻力，重力加速度取lOm//，則兩小球在空中相遇的時刻為（）

A.1.1sB.1.2sC.1.3sD.1.4s

10.在地面上以初速度2%豎直上拋一物體A后，又以初速度%從同一地點豎直上拋另一物體B。若要使

兩物體能在B上升過程中相遇，則兩物體拋出的時間間隔加必須滿足的條件是（不計空氣阻力，重力加速

度大小為g）（）

A.B.雪＜加＜也

gggg

（百+1卜04%3%4%

C.<AZ<D.<At<

gggg

IN.好地沖關(guān)。

基礎(chǔ)過關(guān)

1.隨著城市高層建筑的增多，高空墜物不時發(fā)生，威脅著人們的安全，因此《中華人民共和國刑法修正案

（十一）》新增高空拋物罪。假設(shè)某小區(qū)25樓樓外某處（距離地面80m）掛著的一花盆突然由靜止掉落，

忽略花盆下落時受到的一切阻力，重力加速度g=10m/s2,關(guān)于花盆下落過程的描述，正確的是（）

A.花盆開始下落第一秒的位移為10mB.花盆開始下落第二秒的位移為20m

C.花盆下落至地面全程中的平均速度為5m/sD.花盆在落地前2秒下落的高度為60m

2.如圖所示，某地廣播電視塔對外開放的旅游觀光廳坐落在距地面約180m的高處。一游客在觀光廳拍照

時，手機不慎從手中滑落，做自由落體運動并落到地面（g^lOm/s2）,則下列選項中正確的是（）

A.手機下落7s的速度大小為70m/s

B.手機從下落到落地的平均速度為30m/s

C.手機在第5s內(nèi)通過的位移大小為125m

D.手機下落一半高度時的速度為30m/s

3.如圖所示是用頻閃周期為4的相機拍攝的一張真空中羽毛與蘋果自由下落的局部頻閃照片。關(guān)于提供

的信息及相關(guān)數(shù)據(jù)處理，下列說法中正確的是（）

?4

4D.1

A.蘋果下落的加速度大小為土井

B.羽毛下落到C點的速度大小為生產(chǎn)

2加

C.一定滿足關(guān)系再：/：退=1：3：5

D.一段時間后蘋果會在羽毛下方

4.2023年6月2日下午，深圳龍崗區(qū)法治宣傳走進校園，開展"杜絕高空拋物”專題活動.高空拋物現(xiàn)象

曾被稱為“懸在城市上空的痛"，威脅著人們的安全，刑法修正案新增高空拋物罪.假設(shè)質(zhì)量為100g的梨子

從離地面180m高的高樓窗戶自由下落到地面，假設(shè)其高度（A）一時間。）圖像如圖所示，梨子與地面

撞擊時間為0Q2s,撞擊后不反彈，梨子可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，則（）

A.當?shù)刂亓铀俣却笮?.9m/s2

B.f=3s時該圖像切線的斜率為速度大小，即40m/s

C.梨子落地時的速度大小為60m/s

D.梨子對地面平均作用力的大小為299N

5.一座足夠高的樓房如圖所示，現(xiàn)在其樓頂邊緣的外側(cè)。點豎直向上以10m/s的初速度拋出一個小鋼球

（可視為質(zhì)點），點不和6為拋出點正下方樓房外墻上兩點，且而:蔗=3:5。己知小鋼球從耳下落到巴

所需時間為1s,不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。則點々和E間的距離為（）

A.25mB.20mC.15mD.12m

6.排球是人們最喜愛的運動之一。如圖所示，運動員在原地豎直向上做拋接球訓練，排球經(jīng)2s到達最高

點，把上升的總高度分成四等份，排球通過前兩等份高度用時記為％,通過最后一等份高度用時記為

t.

空氣阻力不計。則十滿足（）

h

邑<

A.1<-<3B.3<5

匕<

C.5<7D.7<A<9

AA

7.甲、乙兩小球先后從同一水平面的兩個位置,以相同的初速度豎直向上拋出，小球距拋出點的高度”與

時間f的關(guān)系如圖所示。不計空氣阻力，重力加速度為g,則兩小球在圖中的交點位置時，距離拋出點的

高度為（）

甲乙

O1'2

11/22、

A.~gt2B.-g（^2-^）

2o

c.:g（mD.；g（m

8.兩同學在做豎直方向的拋球游戲，A同學將小球。從地面以一定初速度豎直上拋的同時，B同學將小球

3/7

6從距地面/?處由靜止釋放，兩球恰在距地面一處位于同一高度，不計空氣阻力。則（）

A.小球。的初速度大小為向

B.小球。在空中運動的時間為杼

C.小球。上升的最大高度為〃

D.小球0、6落地時的速度大小之比為1：血

能力提升

9.如圖所示，為測反應(yīng)時間，甲同學用手指捏住一質(zhì)量為40g、測量范圍為“。?50cm”的直尺頂端，使其豎

直靜止，乙同學用一只手在直尺“零刻度”位置做捏住直尺的準備，但手不碰到直尺。設(shè)定從甲同學放開手

指讓直尺自由下落，到乙同學的手剛觸到直尺的過程中，所經(jīng)過的時間為乙同學的反應(yīng)時間。某次測試

時，乙同學的手觸到直尺后，直尺繼續(xù)下滑了1.00cm,最終停在了46.00cm處，整個過程中乙同學手的位

置不變。重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力，則（）

甲同學

A.乙同學的反應(yīng)時間為0.2s

B.乙同學的反應(yīng)時間為0.3s

C.乙同學的手對直尺的平均摩擦力大小為0.4N

D.乙同學的手對直尺的平均摩擦力大小為18.4N

10.很多智能手機都有加速度傳感器，安裝能顯示加速度情況的應(yīng)用程序，便可以測量手機運動的加速

度。手機沿任意方向移動一下，屏幕上便可顯示沿X、八z軸三個維度各自加速度大小隨時間的變化圖

像。現(xiàn)將手機由靜止釋放，掉落在桌面上、圖中"z軸線性加速度”表示手機豎直方向的加速度隨時間的變

化情況。下列說法正確的是（）

時間（s）

A.圖中z軸的正方向為豎直向上

B.手機自由下落的時間區(qū)間約為0.9s至1.05s

C.大約1.36s末手機第一次接觸桌面

D.整個過程中手機做自由落體運動

11.在一種新的“子母球”表演中，讓同一豎直線上的小球A和小球B,從距水平地面高度為涉（左＞1）和

〃的地方同時由靜止釋放，如圖所示。球A的質(zhì)量為加，球B的質(zhì)量為3根。設(shè)所有碰撞都是彈性碰撞，忽

略球的直徑、空氣阻力及碰撞時間，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

AO^

kh

B

：h

A.當球B第一次落地時，球A的速度大小為國

B.若左=5,則兩球在球B第一次上升到最高點時相碰

C.若球B在第二次落地之前與球A相碰，貝打〈左＜8

D.若左=17,球A在第一次碰后能達到的最大高度為5%

12.在塔頂上，將一物體以30m/s的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，取g=10m/s2,設(shè)塔高百米，則當

物體到達距拋出點25m的位置，物體經(jīng)歷的時間可能為（）

A.1sB.（3+炯sC.4sD.（2+V17）s

13.某實驗研究小組為探究物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角。的關(guān)系，使某一物體每次

以不變的初速率V。沿足夠長的斜面向上運動，如圖甲所示，調(diào)節(jié)斜面與水平面的夾角仇實驗測得X與。

的關(guān)系如圖乙所示，取g=10m/s2。則由圖可知（）

6/rad

A.物體的初速率v°=5m/s

B.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)〃=0.75

C.圖乙中x??R=0.36m

D.取初始位置所在水平面為重力勢能參考平面，當0=37。，物體上滑過程中動能與重力勢能相等時，

物體上滑的位移為0.1875m

14.如圖，一雜技演員將三個小球1、2、3從手中以大小不同的速度依次豎直向上拋出，然后等待小球落

回手中，三個小球上升的最大高度之比為3：2：1。已知三個小球拋出的速度分別為丫八藝、丫3,在空中運動

時間分別為小小t3,不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

O1

02

03

央

A.匕”2飛=3:2:1B.vl:v2:v3=43:-41:1

C.44：%3二6:收：1D.44：%3=3：2:1

15.某天文愛好者做出如下假設(shè)：未來人類宇航員登上火星，在火星表面將小球豎直上拋，取拋出位置。

Y1

點處的位移x=0,從小球拋出開始計時，以豎直向上為正方向，通過計算機得出小球運動的的圖像

tt

如圖所示（其中。、6均為已知量）。下列說法正確的是（）

A.小球的加速度g=2a

B.小球在!秒時到達最大高度

C.小球豎直上拋的初速度為。

D.小球從。點上升的最大高度為親

16.鴻恩寺公園的鴻恩閣為仿古建筑，共七層，是重慶主城最高觀景臺。登上鴻恩閣，渝中、南岸、江

北、渝北、沙坪壩、北部新區(qū)等6個區(qū)的美景和兩江上的舟橋都盡收眼底。某物理研究小組測量出鴻恩閣

海拔高約為468m,甲同學在鴻恩閣閣樓，離地面45m高處讓物體A由靜止開始自由落下，同時乙同學將

物體B自鴻恩閣地面以初速度%豎直上拋，且A、B兩物體在同一直線上運動，重力加速度為g=10m/s2。

下列說法正確的是（）

A.若%=15在m/s,則A、B兩物體在B上升的最高點相遇

B.若%=25m/s,則A、B兩物體在B上升的過程中相遇

C.若%=10m/s,A、B兩物體相遇時，B正在下落途中

D.若%=20m/s,A、B兩物體相遇時，B正在下落途中

真題感知

17.（2024?廣西?高考真題）讓質(zhì)量為1kg的石塊片從足夠高處自由下落，片在下落的第1s末速度大小為

W，再將4和質(zhì)量為2kg的石塊綁為一個整體鳥，使鳥從原高度自由下落，￡在下落的第1s末速度大小為

?2,gMZ1