高考物理全程一轮总复习第一章运动的描述匀变速直线运动第3讲自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题课件

解析：由vy＝gt解得物体下落的总时间t＝ ＝ s＝5
g
10
1
则最后2 s下落的高度为Δh＝h－ g(5－2)2＝80 m
2
s
(3)10 s内的平均速率．
答案：12.5 m/s
解析：10 s内物体共运动5 s，运动的路程是s＝h＝125 m
s 125
10 s内的平均速率为v＝ ＝
m/s＝12.5 m/s.
折点速度的求解往往是解题的关键．
例2 如图所示为未来超高速运行列车，时速可达600 km至1 200 km，
被称为“超级高铁”．如果乘坐超级高铁从广州到长沙，600 km的路
程需要40 min，超级高铁先匀加速，达到最大速度1 200 km/h后匀速
运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则
如果一个物体的运动包含几个阶段，各段交接处的速度往往是联系
各段的纽带，可按下列步骤解题：
(1)画：分清各阶段运动过程，画出草图．
(2)列：列出各运动阶段的运动方程．
(3)找：找出交接处的速度与各段的位移—时间关系．
(4)解：联立求解，算出结果．
2．解题关键
多运动过程的转折点的速度是联系两个运动过程的纽带，因此，转
(1)汽车在“紧急制动”过程的加速度大小；
答案：8 m/s2
F
解析：由牛顿第二定律得“紧急制动”过程的加速度a2＝ f，将Ff＝12 000 N，
m
m＝1 500 kg代入得a2＝8 m/s2.
(2)触发“紧急制动”时汽车的速度大小和其到障碍物的距离；
答案： 8 m/s 4 m
解析：设触发“紧急制动”时汽车速度大小为v，其到障碍物的距离为x2，则
第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动
多过程问题
课 程 标 准
定性了解生活中常见的机械运动，通过实验认识自由落体运动规律，
结合物理学史的相关内容，认识实验对物理学发展的推动作用．
素 养 目 标
物理观念：掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点
科学思维：
(1)知道竖直上抛运动的对称性．
(2)能灵活处理多过程问题．
用两种方法求解)
答案：7 s
60 m/s
针 对 训 练
3.如图所示，某次蹦床运动员竖直向上跳起后，在向上运动的过程
中依次通过O、P、Q三点，这三个点距蹦床的高度分别为5 m、7 m、
8 m，并且从O至P所用时间和从P至Q所用时间相等，已知重力加速度
g取10 m/s2，蹦床运动员可以上升的最大高度(距离蹦床)为(
)
A．8.125 m B．9.125 m
C．10.5 m
D．11.5 m
答案：A
解析：由题意可知，OP＝2 m，PQ＝1 m，根据Δx＝gT2可知，
蹦床运动员从O至P所用时间为T＝
OQ
1
10
s，过P点时的速度为vP
＝ ，设最高点距P点的高度为h，有2gh＝vP2 ，解得h＝1.125 m，
2T
故蹦床运动员可以上升的最大高度H＝7 m＋h＝8.125 m，A正
测到正前方22 m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，使之做
加速度大小为1 m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告．驾驶
员在此次测试中仍未进行任何操作，汽车继续前行至某处时自动触发
“紧急制动”，即在切断动力系统的同时提供12 000 N的总阻力使汽
车做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞．求：
2
gt
②位移与时间的关系式：x＝________．

2gx
③速度与位移的关系式：v2＝________．
二、竖直上抛运动
1．运动特点：初速度方向竖直向上，加速度为g，上升阶段做匀减
自由落体
速运动，下降阶段做________运动．
2．基本规律
v＝v0－gt
(1)速度与时间的关系式：____________；
t
10
考点二 竖直上抛运动
1．重要特性(如图)
(1)对称性
①时间对称：物体上升过程中从A→C所用时间tAC 和下
降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB＝tBA.
②速度对称：物体上升过程经过A点的速度与下降过程
经过A点的速度大小相等．
(2)多解性：当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处
于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成多解，在解决问
答案：
22
3
m/s
v0 −v
解析：“紧急制动”前的时间t1＝
＝2
a1
x 22
总时间t＝t1＋t2＝3 s，തv＝ ＝ m/s.
t
3
v
s，“紧急制动”后的时间t2＝ ＝1
a2
s，
之比为1∶2∶3∶…∶n.( √ )
(4)水滴滴在屋檐下的石板上后，又竖直向上溅起，水滴到达最高点
时处于静止状态．( × )
关键能力·精准突破
考点一 自由落体运动
自由落体运动问题的解决方法
可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规
律解题．
(1)从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶….
答案：C
反思总结
(1)此类问题中物体先做匀减速直线运动，减速为零后又反向做匀加
速直线运动，如果全过程加速度大小、方向均不变，则与竖直上抛运
动特点类似．求解时既可对全过程列式，也可分段研究．
(2)可逆类问题需要特别注意物理量的符号，一般选初速度的方向为
正，则加速度为负值．
考点三
多过程问题
1．基本思路
v2
v2
x2 ＝ ＝
，
2a2 16m/s2
已知“紧急制动”前的加速度a1 ＝1
20−v2
，
2 m/s2
2−v2

m/s2 ，则紧急制动前的位移为x1＝ 0 ＝
2a1
已知总位移x＝x1＋x2＝22 m，v0＝10 m/s，由以上各式得v＝8 m/s，x2＝4 m.
(3)汽车在上述22 m的运动过程中的平均速度大小．
(3)能够利用自由落体运动和竖直上抛运动的模型分析实际生活中的
相关运动问题．
必备知识·自主落实
关键能力·精准突破
必备知识·自主落实
一、自由落体运动
g
1．运动特点：初速度为________，加速度为________的匀加速直线
0
运动．
2．基本规律：
gt
①速度与时间的关系式：v＝________．
h v 1
(2)从运动开始一段时间内的平均速度തv＝ ＝ ＝ gt.
t 2 2
(3)连续相等时间T内的下落高度之差Δh＝gT2.
(4)相同时间内，竖直方向速度变化量相同．(Δv＝gΔt)
针 对 训 练
1.一名航天员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg
的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则
全．某地消防员为了测试高空抛物的危害，将一个物体从某高楼的楼
顶自由下落，物体落地速度的大小为50 m/s，g取10 m/s2，求：
(1)楼顶的高度；
答案：125 m
解析：由vy2 ＝2gh解得楼顶的高度
vy 2
502
h＝ ＝
2g
2×10
m＝125 m
(2)最后2 s下落的高度；
答案：80 m
vy
50
确．
4.(拓展：双向可逆类问题)如图所示，一物块(可视为质点)以一定的
初速度从一足够长的光滑固定斜面的底端开始上滑，在上滑过程中的
最初5 s内和最后5 s内经过的位移之比为11∶5.忽略空气阻力，则此物
块从底端开始上滑到返回斜面底端一共经历的时间是(
)
A．8 s B．10 s C．16 s D．20 s
下列关于超级高铁的说法正确的是(
)
A．加速与减速的时间不相等
B．加速时间为10 min
C．加速时加速度大小为2 m/s2
D．如果加速度大小为10 m/s2，题中
所述运动最短需要35 min
答案：B
针 对 训 练
5.为了测试智能汽车自动防撞系统的性能，质量为1 500 kg的智能汽
车以10 m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检
题时要注意这个特性．
2．竖直上抛运动的处理方法
分
上升阶段：a＝g的匀减速直线运动
段
下降阶段：自由落体运动
法
全ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
程
法
例1 气球下挂一重物，以v0＝10 m/s的速度匀速上升，当到达离地高
度h＝175 m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落
到地面？落地时的速度为多大？空气阻力不计，g取10 m/s2.(建议同学
(
)
A．物体在2 s末的速度是20 m/s
B．物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C．物体在5 s内的位移是50 m
D．物体在第2 s内的位移是20 m
答案：C
2．2021年10月14日，青岛市城阳区人民法院对一起高空抛物案件作
出一审判决，判处被告人玉某某拘役三个月，并处罚金人民币二千
元．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着行人安


2
v
t－
gt
0
(2)位移与时间的关系式：x＝____________．
走进生活
在无风的雨天，水滴从屋檐无初速度滴落，不计空气阻力．
(1)水滴做自由落体运动，下落的高度与时间成正比．( × )
(2)水滴做自由落体运动的加速度一定等于9.8 m/s2.( × )
(3)水滴下落过程中，在1 T末、2 T末、3 T末、…、nT末的瞬时速度