备考2025届高考物理一轮复习讲义第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第3讲自由落体和竖直上抛运动多过程运动考点1自由落体运动

第3讲自由落体和竖直上抛运动多过程运动课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.通过试验，相识自由落体运动规律.2.结合物理学史的相关内容，相识物理试验与科学推理在物理学探讨中的作用.自由落体运动2024：湖北T2；2024：上海T6；2024：上海T121.物理观念：理解自由落体运动、竖直上抛运动等概念，增加对运动观念的相识.2.科学思维：驾驭竖直上抛运动的分段处理和全程处理的不同方法，进一步体会探讨多过程运动的方法.3.科学探究：通过试验相识自由落体运动的规律；知道证据是物理探讨的基础，能运用简洁干脆的证据表达自己的观点.4.科学看法与责任：通过对伽利略探讨自由落体运动的学习，相识试验探究与科学思维的结合对物理学发展的重要作用.竖直上抛运动2024：广东T3；2024：全国ⅠT18多过程运动2024：湖北T6，全国甲T15，浙江6月T13；2024：浙江1月T19命题分析预料自由落体运动、竖直上抛运动是匀变速直线运动的特例，高考命题一般结合生产生活等情境进行考查，且常与其他学问结合命题，难度中等，题型一般为选择题或计算题.多过程问题往往结合其他学问点，如牛顿其次定律、动能定理等进行考查.预料2025年高考会考查联系生产生活的多过程问题.考点1自由落体运动在教室内拿两个轻重不同的物体，让它们在同样的高度落下，视察并依据生活阅历，推断下列说法的正误.（1）物体从某高度由静止下落确定做自由落体运动.（✕）（2）重的物体总是比轻的物体下落得快.（✕）（3）同一地点，轻重不同的物体的g值一样大.（√）（4）自由落体加速度的方向垂直地面对下.（✕）（5）做自由落体运动的物体在1s内速度增加约9.8m/s.（√）（6）不计空气阻力，物体从某高度由静止下落，随意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差恒定.（√）研透高考明确方向命题点1自由落体运动基本规律的应用1.高空坠物特别紧急，现在高层住宅越来越多，因此人们确定要有平安防范意识.假设某住宅楼上坠物做自由落体运动，起先2s内下落的高度与最终2s内下落的高度之比为2：7，重力加速度g取10m/s2，则物体下落的总高度为（C） 解析物体起先2s内下落高度h1＝12gt2＝12×10×22m＝20m，由于起先2s内下落的高度与最终2s内下落的高度之比为2：7，因此最终2s内下落的高度为h2＝70m，最终2s中间时刻的速度为v＝h2t＝702m/s＝35m/s，物体自由下落的时间为t总＝vg＋t2命题拓展情境创新与方法创新有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短，且固定不变.为估测“傻瓜”照相机的曝光时间，试验者从某砖墙前的高处让一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹，已知石子在A点正上方1.8m的高度自由下落，每块砖的平均厚度为6.0cm.（不计空气阻力，g取10m/s2）（1）计算石子到达A点的速度大小vA；（2）估算这架照相机的曝光时间（结果保留一位有效数字）.答案（1）6m/s（2）0.02s解析（1）设石子从O点自由下落，hOA＝1.8m，由自由落体运动规律可知hOA＝12gtA＝2hOAg＝0.6s，vA＝gtA＝（2）由图可知hAB近似为两块砖的厚度，hAB＝12cm＝0.12m，hOB＝hOA＋hAB＝1.92m，hOB＝12gtB2，tB＝2hOBg＝0.62s，曝光时间Δt＝tB－另解：由于hAB很小，因此石子从A到B的速度变更很小，可以忽视不计，故曝光时间Δt＝hABvA方法点拨1.方法技巧（1）初速度为0的匀变速直线运动规律都适用.（2）Δv＝gΔt.相同时间内，竖直方向速度变更量相同.（3）位移差公式：Δh＝gT2.2.常用的基本关系式变形v＝vt2＝12gt，t＝2hg，h＝v命题点2“水滴下落”类问题2.某同学视察到，屋檐每隔确定时间滴下1滴水，当第5滴水正欲滴下时，第1滴水刚好落到地面，而第3滴水与第2滴水分别位于高1m的窗子的上、下沿，如图所示，设每滴水的运动均为自由落体运动（g取10m/s2）.问：（1）此屋檐离地面多高？（2）滴水的时间间隔是多少？答案（1）3.2m（2）0.2s解析解法1：利用基本规律求解设屋檐离地面高为h，滴水间隔为T，由自由落体运动规律得，第1滴水的位移h＝12g（4T）2，第2滴水的位移h2＝12g（3T）2，第3滴水的位移h3＝12g（2T）2，由题意知h2－h3＝1m，联立解得T＝0.2s，解法2：用比例法求解（1）由于初速度为零的匀加速直线运动从起先运动起，在连续相等的时间间隔内的位移比为1∶3∶5∶7∶…∶（2n－1），据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次为x0、3x0、5x0、7x0.明显，窗高为5x0，即5x0＝1m，得x0＝0.2m，屋檐高度h＝x0＋3x0＋5x0＋7x0＝16x0＝3.2m.（2）由自由落体运动规律x0＝12gT2，解得滴水的时间间隔为T＝2x0g＝2×0.解法3：用平均速度求解设滴水的时间间隔为T，则水滴经过窗子过程中的平均速度为v＝x'T由vt＝gt知，水滴下落2.5T时的速度为vt＝2.5gT，由于v＝vt，故有1mT＝2.5gT，解得T＝0.2s，则屋檐高度h＝12g（4T）2命题拓展命题条件不变，一题多设问（1）此时第3滴水的速度大小为多少？（2）第1滴水落地的速度大小为多少？（3）水滴通过窗子的平均速度大小为多少？答案（1）4m/s（2）8m/s（3）5m/s解析（1）此时第3滴水下落时间为t＝0.4s，故速度大小为v3＝gt＝4m/s.（2）第1滴水落地的速度大小v1＝2gh＝2×10×3.2m/s（3）水滴通过窗子的平均速度大小为v＝x'T＝10.2方法点拨“水滴下落”类问题的分析方法像水滴下落这样，从同一位置起先，间隔相等时间，依次做自由落体运动的物体在空间形成不同间距的问题，可将若干个物体在某一时刻的排列情形，等效成一个物体在不同时刻的位置，这就类似于探讨匀变速直线运动时打点计时器打下的纸带上的点，由此可以用Δx＝aT2、初速度为零的匀变速直线运动的比例关系或者平均速度等方法进行求解.命题点3“落尺”类问题3.如图所示，木杆长5m，上端固定在某一点，由静止释放后让它自由落下（不计空气阻力），木杆通过悬点正下方20m处的圆筒AB，圆筒AB长为5m，取g＝10m/s2，求：（1）木杆通过圆筒的上端A所用的时间t1；（2）木杆通过圆筒所用的时间t2.答案（1）（2－3）s（2）（5－3）s解析（1）木杆由静止起先做自由落体运动，木杆的下端到达圆筒上端A用时t下A＝2h下