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1、第3节 自由落体与竖直上抛运动,1,1自由落体运动的特点自由落体运动是物体只在重力作用下初速度为 ，加速度为 的匀加速直线运动 2自由落体的运动规律 (1)速度公式：v . (2)位移公式：h . (3)速度位移关系式：v2 .,2gh,gt,零,重力加速度g,一、自由落体运动,2,(4)从运动开始连续相等时间内位移之比为 . (5)连续相等的时间内位移的增加量相等，即h . (6)一段时间内的平均速度 . 二、竖直上抛运动 1竖直上抛运动的特点 (1)物体只受重力作用，具有竖直向上的初速度 (2)上升阶段：速度越来 ，加速度与速度方向 ，是 运动,13,57,gt2,越小,相反,匀减速直线,
2、3,(3)下降阶段：速度越来 ，加速度与速度方向 ，是 运动 (4)在最高点：速度为 ，但加速度仍为 ，所以物体此时并不处于平衡状态 2竖直上抛运动的规律 (1)速度公式：v . (2)位移公式：h . (3)速度位移关系式：v2v02 .,2gh,v0t gt2,v0gt,越大,相同,匀加速直线,零,重力加速度g,4,3几个特征量 (1)上升的最大高度：H . (2)上升到最大高度处所需时间t上和从最高点处落 回原抛出点所需时间t下相等，即t上t下 . 三、竖直下抛运动 竖直下抛运动是初速度不为0、加速度为g、竖直向下的匀加速直线运动，匀加速直线运动规律都适用于竖直下抛运动，只要将公式中的a
3、用g代替,5,vv0gt hv0t gt2 v2v022gh,6,题型一：自由落体运动规律的应用,例1 2011年7月2日下午1点半，在杭州滨江区的某一住宅小区，一个2岁女童突然从10楼坠落，在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子，女孩妞妞稚嫩的生命得救了，吴菊萍的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折，受伤较重，被网友称为“最美妈妈”. 假设孩子跌落处距吴菊萍接住孩子时双手的竖直距离为h31.25 m，其下落过程可视为自由落体运动吴菊萍站的位置与儿童落地点的水平距离L12 m，她从发现下落孩子到开始跑动所需反应时间为t0.3 s，跑动过程可视为匀速直线运动，速度大小为v10 m/s.则
4、吴菊萍必须在孩子下落多少距离之前发现她？(g取10 m/s2),7,8,例2 固定在水平地面上的手枪枪口竖直朝上，子弹从枪口射出的速度大小是30 m/s，自动控制该手枪每隔1 s竖直向上发射一颗子弹，假设子弹在升降过程中都不会相碰，不计空气阻力，g取10 m/s2，求： (1)空中最多能有几颗子弹？ (2)设在t0时将第一颗子弹射出，则第一颗子弹在离地多高处与第三颗子弹在空中“擦肩”而过？,题型二：竖直上抛运动规律的应用,9,10,【方法与知识感悟】求解竖直上抛运动问题，既可用整体法，也可用分段法自由落体运动满足初速度为零的匀加速直线运动的一切规律及特点 (1)分段法 上升过程：v0，ag的匀
5、减速直线运动 下降过程：自由落体运动,11,12,例3 一个从地面竖直上抛的物体，两次经过一个较低点a的时间间隔是Ta，两次经过一个较高点b的时间间隔是Tb，则a、b之间的距离为( ),【思路点拨】画出物体上升、下降的运动过程示意图，抓住上升、下降阶段的位移对称所用时间相等是解题的关键,题型三：竖直上抛运动的对称性问题,13,【答案】A,14,15,1从塔顶释放一个小球A，1 s后从同一地点再释放一个小球B，设两球都做自由落体运动，则落地前A、B两球之间的距离( ) A保持不变 B不断减小 C不断增大 D有时增大，有时减小,C,16,*2.以35 m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻
6、力，g取10 m/s2.以下判断正确的是( ) A小球到最大高度时的速度为0 B小球到最大高度时的加速度为0 C小球上升的最大高度为61.25 m D小球从抛出到回到出发点，速度不变,AC,17,3一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点跃起后重心升高0.45 m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？(计算时可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点，g取10 m/s2),【解析】(1)上升阶段：v022gh，所以v0 3 m/s. (2
7、)上升阶段 t1 s0.3 s， 自由落体：H gt22，又H10 m0.45 m，可得t2 1.45 s，故tt1t20.31.45 s1.75 s.,18,1伽利略对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是( ) A对自然现象进行总结归纳的方法 B用科学实验进行探究的方法 C对自然现象进行总结归纳，并用实验进行验证的方法 D抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法,D,【巩固基础】,19,【解析】伽利略对运动的研究，通常包括以下几个方面的要素：通过对现象的一般观察，提出假设，运用逻辑(包括数学)推理得出推论，通过实验对推论进行检验，最后对假设进行修正和推广伽利略对自由落体运
8、动的研究也是如此，故正确选项为D.,20,2一定质量的小球自t0时 刻从水平地面上方某处自由 下落，小球与地面碰后反 向弹回，不计空气阻力，也 不计小球与地面碰撞的时间， 小球距地面的高度h与运动时间t关系如右图所示，取g10 m/s2.则下列说法正确的是( ) A小球第一次与地面碰撞前的最大速度为15 m/s B小球第一次与地面碰撞后的最大速度为12 m/s C小球在第5秒内小球的路程为2.5 m D小球将在t6 s时与地面发生第四次碰撞,C,21,22,CD,23,24,*4.一物体从某一行星表面竖直 向上抛出(不计空气阻力)t0 时抛出，得到如图所示的st图 象，则( ) A该行星表面的
9、重力加速度为8 m/s2 B该物体上升的时间为5 s C该物体被抛出时的初速度为10 m/s D该物体落到行星表面时的速度为20 m/s,AD,25,【提升能力】,BCD,26,27,*6.如图所示，a、b两小球静止在同一条 竖直线上，离地面足够高，b球的质量 大于a球的质量，两球之间用一条细线 连接，开始时细线处于松弛状态现 同时释放两球，球运动过程中所受的 空气阻力忽略不计，下列说法正确的是( ) A下落过程中两球间的距离保持不变 B下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止 C下落过程中，a、b两球都处于失重状态 D整个下落过程中，系统的机械能守恒,ACD,28,ACD,29,*8.某
10、物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2，5 s内物体的( ) A路程为65 m B位移大小为25 m，方向向上 C速度改变量的大小为10 m/s D平均速度大小为13 m/s，方向向上,AB,30,9有一种“傻瓜”相机的曝光时间 (快门打开到关闭的时间)是固定不变 的为了估测该相机的曝光时间，有 位同学提出了下述实验方案：他从 墙面上A点的正上方与A相距H 1.5 m处，使一个小石子自由落下，在小石子下落通过A点时，立即按动快门，对小石子照相，得到如图所示的照片，由于石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹CD.已知每块砖的平均厚度是6 cm.请从上述信息和照片上
11、选取估算相机曝光时间必要的物理量用符号表示，如H等，推出计算曝光时间的关系式，并估算出这个“傻瓜”相机的曝光时间(g取9.8 m/s2，要求保留1位有效数字),31,32,10如图所示，离地面足够高处有一竖直 的空管，质量为2 kg，管长为24 m，M、N 为空管的上、下两端，空管受到F16 N竖 直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下 做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v0竖直上抛，不计一切阻力，g取10 m/s2. (1)若小球上抛的初速度为10 m/s，经过多长时间从管的N端穿出？ (2)若此空管的N端距离地面64 m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度v0的范围,【再上台阶】,33,34,35,
