资源描述：
《自由落体运动 竖直上抛运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高三物理第二章直线运动自由落体运动竖直上抛运动知识点析自由落体运动:1、条件：初速度为零、只受重力作用。2、性质：初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动.3、研究方法：一般以开始下落的位置为坐标原点，选取竖直向下方向为正方向建立坐标轴，其运动公式只需在匀变速直线运动的公式中令V0=0，a=g即可，如速度Vt=gt，位移y=.竖直上抛运动1、条件：具有竖直向上的初速度、只受重力作用。2、研究方法：（1）（1） 分段法：上升过程是初速度为V0、加速度大小为g的匀减速运动；下降过程是自由落体运动。（2）（
2、2） 整体法：全过程是初速度为V0、加速度为-g的匀减速运动。以抛出点为坐标原点，选取竖直向上方向为正方向建立坐标轴。其运动公式只需在匀变速直线运动的公式中令a=-g即可，如速度Vt=V0-gt，位移y=V0t-.3、运动特点：（1）（1） 上升的最大高度H=；（2）对称性。①运动过程的对称性；②上升与下落时间的对称性(如回到出发点时t上=t下=;③速率的对称性(如回到出发点时的速度Vt=-V0). 【例题析思】自由落体运动是匀变速运动规律的具体应用,因此，熟练应用匀变速直线
3、运动的规律来分析问题是其重点，又是难点。ABCD图2-7[例题1]如图2-7所示，用细线悬挂的矩形AB长为a，在B以下h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将细线剪断，则（1）矩形AB的下端B穿过圆筒的时间是多少？（2）整个矩形AB穿过圆筒的时间是多少？[析与解]解此题的关键在于把矩形AB穿圆筒的过程和对应的自由落体运动的位移分析清楚。（1）矩形AB下端B穿过圆筒：由B下落到C点（自由下落h）起到B下落到D点（自由下落h+b）止。由位移y=求得t=则B下落到C所需时间为t1=,B下落到D点所需时间为t1=,所求B穿过圆筒的时间
4、是△t1=-.(2)整个矩形AB穿过圆筒:由B下落到C点(自由下落h)起到A下落到D点（自由下落h+a+b）止。所求时间是△t2=.[思考1](90年上海)一个矿井深为125m,在井中每隔一定时间自由下落一小球.当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个小球恰好到达井底,则相邻两个小球开始下落的时间间隔为s,这时第3个小球和第5个小球相距m.(g取m/s2)[提示](1)第一个小球恰好到达矿井底的时间t===5(s),而第1个小球与第11个小球之间共有10个时间间隔,则相邻两个小球开始下落的时间间隔为△t=0.5s.(2)关
5、键在于确定小球自由下落的时间.第3个小球与第11个小球之间共有8个时间间隔,即t3=8△t=4s,又第5个小球与第11个小球之间共有6个时间间隔,即t3=6△t=3s.所以第3个小球和第5个小球相距△S=S3-S5=,代入数据得△S=35(m).[例题2]某人站在高层楼房的阳台外用20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,则石块运动到离上抛出点15m处所经历的时间是多少?(不计空气阻力,取g=10m/s2)[析与解]由于位移是矢量,所以对应距离15m有上、下两个位移。根据公式y=V0t-,将y=15m代入表达式有15=20t-
6、5t2,解得t1=1s,t2=3s.这是石块上升和下降两次经过抛出点上方15m处所经历的时间。再将y=-15m代入表达式有-15=20t-5t2,解得t3=(2+)s，t4=(2-)s.显然t3是石块通过抛出点下方15m处所经历的时间.t4<0,没有物理意义，舍去.[说明]公式中位移、速度和加速度皆为矢量,审题时要特别注意它们的方向,对得到的多个解也要逐一分析它们有没有物理意义.[思考2]一个小球作竖直上抛运动,经过时间t1上升到位置x1,经过时间t2上升到位置x2,小球上升到最高点后下落到位置x2的时间为t3,继续下落到
7、位置x1的时间为t4.求证重力加速度g=8(x2-x1)/[(t4-t1)2-(t3-t2)2].[提示]此题求证结果较为复杂,若不加选择地套用竖直上抛运动公式,则很难理出头绪,但如果抓住竖直上抛运动中时间的对称性----从某一位置上升到最高点和从最高点落回该位置所用的时间相等,则可简化问题的处理.设最高点到位置x1的距离为h1,则h1=g[(t4-t1)/2]2/2;设最高点到位置x2的距离为h2,则h2=g[(t3-t2)/2]2/2;而h1-h2=x2-x1.将以上三式整理即可证.[说明]物理问题通常有多种不同的解法
8、,利用对称性解题不失为一种科学的思维方法.一切可往返的匀变速直线运动(如沿着光滑斜面上滑的物体运动等),都具有对称性.须特别注意的是某些运动虽然具有往返过程(如子弹受空气阻力时上抛运动、沿粗糙斜面上滑的物体运动等),但是全过程加速度大小不是恒定值,因此不具有对称性.【素质训练】1、从高处释放一粒小石子,
