2013高考物理复习课件3-自由落体和竖直上抛运动.

13
[答案] B
[解析] 各垫圈之间的距离之比为 1∶3∶5∶7，各垫圈做自由 1 2 2x 落体运动，根据 x＝2gt 得 t＝ ，各垫圈落到盘上的时间之比 g 为 1∶2∶3∶4，所以各垫圈落地时间间隔相等，选项 B 正确，选 项 A、D 错误；根据 2gx＝v2 得 v＝ 2gx，各垫圈依次落到盘上的 速率之比为 1∶2∶3∶4，选项 C 错误．
2013届高考物理复习课 件
1
第一章
运动的描述和匀变速直线运动
第 3讲 自由落体和竖直上抛运动
2
编读互动
1．本讲是匀变速直线运动规律的进一步应用，通过本讲的 复习要让学生掌握自由落体运动与竖直上抛运动的特点和规律， 使学生熟练掌握匀变速直线运动公式和推论的应用，掌握对运动 过程分段分析和对全过程整体分析的方法． 2．本讲教学可以按下面的思路安排： (1)通过例1及变式题研究自由落体运动的解题技巧，重点注
v0 (5)上升到最大高度所需的时间：T＝__________. g
6
考向互动探究
探究考向一 自由落体运动问题的求解 应用自由落体规律时应注意： 1．自由落体运动同时具备的两个条件是： ①初速度为零； ②加速度为重力加速度． 物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动， 从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，而是竖直 下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去 解决竖直下抛运动问题． ►
(3)连续相等的时间 T 内位移的增加量相等，即 Δh＝gT2.
8
•
例1 水滴从屋檐自由落下，经过高为1.8 m 的窗户历时0.2 s．若不计空气阻力，g取10 m/s2， 则屋檐离窗户顶沿有多高？
[答案] 3.2 m
•
9
[解析] 方法一 设屋檐离窗户顶沿的距离为 h1，窗户的高度为 h2，如图所 示．水滴离开屋檐后经过时间 t1 经过窗户顶沿，再经过时间 t2 后， 经过窗户底沿，据自由落体运动的规律有 1 2 h1＝2gt1 1 h1＋h2＝2g(t1＋t2)2 联立解得 h1＝3.2 m
24
例3 A、B两棒均长1 m，A棒悬挂于天花板上，B棒与A棒在 同一条竖直线上并直立于地面， A棒的下端与 B棒的上端之间相 距20 m，如图3－1所示，某时刻烧断悬挂A棒的绳子，同时将B 棒以v0＝ 20 m/s 的初速度竖直上抛，空气阻力忽略不计，且 g＝ 10 m/s2，试求： • (1)A、B两棒出发后何时相遇？ • (2)A、B两棒相遇后，交错而过需用多少时间？
4
►
知识点二 竖直上抛运动 1 ．概念： 物体以 初速度 v0 竖直向 上抛出 后 ，只在 __________ 作用下的运动． 重力 2．运动特点 (1)初速度__________ 竖直向上 ． (2) 加 速 度 的 大 小 等 度的方向 g 于 _____ ， 加 速竖直向 __________． 下
12
•
变式题 [2012· 南宁模拟]取一根长 2 m 左右的细线、五个铁垫
圈和一个金属盘．在线下端系上第 1 个垫圈，隔 12 cm 再系一个， 以后垫圈之间的距离分别为 36 cm、60 cm、84 cm.站在椅子上，向 上提起线的上端，让线自由垂下，且第 1 个垫圈紧靠放在地上的金 属盘．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第 2、3、4、5 个垫圈 ( ) A．落到盘上的声音时间间隔越来越大 B．落到盘上的声音时间间隔相等 C．依次落到盘上的速率之比为 1∶ 2∶ 3∶2 D．依次落到盘上的时间之比为 1∶( 2－1)∶( 3－ 2)∶(2－ 3)
10
方法二 设水滴经过窗户顶沿时速度为 vA，对水滴经过窗户阶段，有 1 2 h2＝vAt2＋2gt2 解得 vA＝8 m/s 由 v2＝2gh 知屋檐离窗户顶沿的距离为 v2 A h1＝2g＝3.2 m
11
[点评] (1)注意自由落体运动初速度为零的特征，水滴经 过窗户的阶段不是做自由落体运动，但其加速度仍 为 g； (2)要想求出屋檐离窗户顶沿的距离，只要求出水 滴离开屋檐自由下落到窗户顶沿的时间t或落到窗户 顶沿时的速度v即可； (3)注意借助示意图； (4)由于自由落体运动是初速度v0＝0的匀加速直 线运动，可灵活运用相关推论求解，如下面的变式 题．
意两种典型问题的求解方法．
(2)通过例2及变式题了解并掌握竖直上抛运动的求解规律， 注意符号法则及运动对称性的运用． (3)通过例3及变式题掌握自由落体及竖直上抛运动中的相遇 问题的处理方法．
3
考点自主梳理
► 知识点一 自由落体运动 静______ 开始下落的运 1 ．概念：物体只在重力作用下由 止 动． 2．运动特点 零 (1)初速度为__________． 竖直向下 (2)加速度的大小等于g，加速度的方向__________． 3．运动规律 v＝ gt 1 2 (1)速度公式：__________. h＝2gt (2)位移公式：__________. 2＝ v (3)速度位移关系式：__________. 2gh
18
例2 将一个小物体以初速度v0竖直上抛，若物体所受的空气 阻力的大小不变，则小物体到达最高点的最后一秒和离开最高点 的第一秒时间内通过的路程x1和x2及速度的变化量Δv1和Δv2的大 小关系为( ) • A．x1>x2 B．x1<x2 • C．Δv1>Δv2 D．Δv1<Δv2
•
19
[答案] ＡＣ
16
1 2 ①v＝v0＋gt；②h＝v0t＋2gt .上面两个式子中 v0 代入正值、g 代 入负值，解得结果 h 为正值则表示物体在抛出点上方，h 为负值则表 示物体在抛出点下方；v 为正值则表示物体的速度方向向上、物体正 在上升，v 为负值则表示物体的速度方向向下、物体正在下降． 注意：空气阻力不能忽略时，物体的上升和下降过程的加速度不 同，其上升阶段和下降阶段必须分阶段考虑，如例 2. 2．对称性应用上的技巧 (1)时间的对称性 ①物体上升到最高点所用时间与物体从最高点落回到原抛出点 v0 所用时间相等，即 t 上＝t 下＝ g .
5
3．运动规律(取竖直向上为正方向) ＝v0－gt (1)速度公式：v __________.
1 2 h＝v0t－2gt (2)位移公式：__________.
0
(3)速度位移关系式：_______________. v2－v2＝2(－g)h
2 v 0 (4)上升的最大高度：H＝__________. 2g
22
►
探究考向三
涉及自由落体和竖直上抛运动的综合问题
1．自由落体与竖直上抛物体的相遇问题 当两个物体从不同位置先后做自由落体运动或两个物体分别做自由落体与竖 直上抛运动时，两物体在空中相遇的条件都是两物体在同一时刻位于同一位置．
对于上述两种情况下两个物体的相遇问题，可以地面为参考系，根据自由落
体规律结合位移关系和时间关系求解，也可以某一物体为参考系，根据两物体相 对匀速运动结合相对位移和时间关系求解．
20
•
• • •
• •
【技巧点拨】 对竖直上抛运动应强化以下几点方法技巧： (1)涉及矢量式的运算必须确定正方向； (2) 由于竖直上抛运动的上升阶段和下落阶段的加速度 没有变化，因此可视为一个整体过程进行研究，要培养 学生对整体过程列式的能力； (3)注意对称性的灵活应用，如下面的变式题； (4)培养学生将实际问题转化为物理模型的能力．
27
(2)从抛出到两棒交错而过所用的时间为 L＋2l 22 t2＝ v ＝20 s＝1.1 s 0 则当 A、B 两棒相遇后，交错而过需要的时间 Δt＝t2－t1＝1.1 s－1 s＝0.1 s. 方法二 (1)由于 A、B 两棒均只受重力作用，则它们之间由于重力引起 的速度改变相同，它们之间只有初速度导致的相对运动，故选 A 棒为参考系，则 B 棒相对 A 棒做速度为 v0 的匀速运动．所以 A、B 两棒从出发至相遇需要的时间
•
25
26
[答案] (1)1 s
(2)0.1
[解析] 方法一 (1)以地面为参考系，设经过时间 t1 两棒开始相遇． 1 2 A 棒下落的位移 hA＝2gt1 1 2 B 棒上升的位移 hB＝v0t1－2gt1 hA＋hB＝L L 20 联立解得 t1＝v ＝20 s＝1 s 0 即从开始运动经 1 s 两棒开始相遇．
23
•
• • • •
对于两个分别做自由落体与竖直上抛运动的物体在上升过程或下降过程 相遇的问题，一般结合上抛运动的临界条件如“恰到达最高点”、“恰好返 回地面”等求解． 2．竖直上抛和自由落体运动的多体问题 竖直上抛和自由落体运动的多体问题一般具有如下特征： ①每个物体都经历相同的运动过程； ②每个物体开始运动的时间差相等．对此类问题如水龙头滴水、杂技演 员连续抛球、直升机定点空降等，可把多体问题转化为单体问题求解．
• ►
15
•
Байду номын сангаас
•
•
1．研究阶段选取的技巧 (1)分段法：把竖直上抛运动的全过程分为上升阶段和下降阶段，上升阶 段做末速度v＝0、加速度a＝g的匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运 动．物体下落阶段的运动和上升阶段的运动互为逆运动． (2)全程法：由于竖直上抛运动上升阶段和下落阶段的加速度始终为重力 加速度g，其整个运动过程为匀变速直线运动，所以可应用匀变速直线运动规 律对全程列式求解．但要特别注意速度、位移、加速度等矢量的方向，一般 选向上为正方向，即初速度v0方向为正方向，运动规律表达式为：
29
• •
变式题 [2012· 淮南联考]如图3－2所示，一杂技演员用一只手抛球、 接球，他每隔0.4 s抛出一球，接到球便立即把球抛出．已知除抛、 接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看作是竖直方向 的 运 动 ， 球 到 达 的 最 大 高 度 是 ( 高 度 从 抛 球 点 算 起 ， 取 g ＝ 10 m/s2)( )