2025高考物理总复习自由落体和竖直上抛运动多过程运动课件

第3课时自由落体和竖直上抛运动多过程运动

中国运动员在杭州亚运会10米跳台决赛中的情境如图甲所示；正在

做蹦极运动的人如图乙所示。判断下列说法的正误：（1）图甲中，运动员从起跳到落水的运动可以近似看成竖直上抛运

动。

（

√

）（2）图甲中，运动员在上升过程中，速度的变化量的方向是竖直向

下的。

（

√

）（3）图甲中，运动员做竖直上抛运动的整个过程中，速度的方向始

终与位移的方向相同。

（

×

）（4）图乙中，做蹦极运动的人，在弹性绳未拉直前人的运动可以近

似看成自由落体运动。

（

√

）√√×√（5）图乙中，做自由落体运动时的人其下落的速度与下落时间成正

比。

（

√

）√02着眼“四翼”·探考点题型规律方法

考点一

自由落体运动

[互动共研类]

【典例1】

如图所示木杆长5m，上端固定在某一点，由静止放开后

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AB所用的时间t2。

解题指导（1）木杆通过圆筒的上端A所用的时间：木杆的下端到达圆筒上端A开始计时，木杆的上端到达圆筒上端A结束计时。(2)木杆通过圆筒AB所用的时间：木杆的下端到达圆筒上端A开始计时，木杆的上端到达圆筒下端B结束计时。

1.【自由落体运动公式的应用】一个物体从离地某一高度处开始做自由落体运动，该物体第1s内的

位移恰为最后1s内位移的二分之一，已知重力加速度大小取10

m/s2，则它开始下落时距落地点的高度为（

）A.15mB.12.5mC.11.25mD.10m

2.【两个自由落体运动的综合问题】如图所示，物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学

将两个相同的铁球1、2用长L＝3.8m的细线连接。用手抓住球2使

其与桥面等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释放，桥面处的

接收器测得两球落到水面的时间差Δt＝0.2s，g＝10m/s2，则桥面

该处到水面的高度为（

）A.22mB.20mC.18mD.16m

考点二

竖直上抛运动

[互动共研类]

1.运动特性（1）对称性：物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两

点，C为最高点，则：（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，形成多解，在解决问题时要注

意这个特性。2.研究方法分段法上升阶段：a＝g的匀减速直线运动下降阶段：自由落体运动全程法【典例2】

研究人员为检验某一产品的抗撞击能力，乘坐热气球

并携带该产品竖直升空，当热气球以10m/s的速度匀速上升到某一

高度时，研究人员从热气球上将产品自由释放，测得经11s产品撞

击地面。不计产品所受的空气阻力，求产品的释放位置距地面的高

度。（g取10m/s2）答案：495m

1.【竖直上抛运动的计算】CBA（中国男子篮球职业联赛）篮球筐距地面高度3.05m，某篮球运动员站立举手能达到高度2.53m。如图所示，他竖直跳起将篮球扣入篮中，重力加速度g＝10m/s2，他起跳的初速度约为（

）A.1m/sB.2.5m/sC.3.8m/sD.10m/s

2.【竖直上抛运动的多解问题】（多选）从高为20m的位置以20m/s的初速度竖直上抛一物体，g取10m/s2，当物体到抛出点距离为15m时，所经历的时间可能是

（

）A.1sB.2sC.3s

考点三

多过程运动

[互动共研类]

1.运动特点一个物体的运动过程包含几个阶段，各阶段的运动性质不同，满足

不同的运动规律，衔接处的速度是各阶段运动公式的桥梁。2.解题思路（1）“合”——初步了解全过程，构建大致运动图像。（2）“分”——将全过程进行分解，分析每个过程的规律。（3）“合”——找到子过程的联系，寻找解题方法。【典例3】

某高速公路收费站出入口安装了电子不停车收费系统（ETC）。甲、乙两辆汽车分别通过人工收费通道和ETC通道驶离高速公路，流程如图。假设减速带离收费岛口距离x＝60m，收费岛总长度d＝40m，两辆汽车同时以相同的速度v1＝72km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t0＝20s的时间缴费成功，同时人工栏杆打开放行；乙车减速至v0＝18km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行。已知两车在栏杆打开放行时立即做匀加速直线运动，且

加速和减速过程中的加速度大小相等。求：解析：由题意知v1＝72km/h＝20m/s，v0＝18km/h＝5

m/s，

设甲车从开始减速到收费岛中心线收费窗口

（指明研

究对象和研究过程）停下用时t1，加速度大小为a。

根据运动学公式

（指明选用的公式或规律）有

（1）甲车从开始减速到离开收费岛共用多长时间；

规范答题模板

t甲＝t0＋t1＋t2

④

代入数据解得

（不写具体的运算过程）a＝2.5m/s2，t甲

＝32s。v1＝at1

②

设甲车从收费岛中心线到离开收费岛用时t2

（必要的文字说

明），由运动学公式有

解析：设乙车减速到v0所用时间为t3，由运动学公式有v1－v0＝at3

⑤乙车减速过程运动的距离为

（2）乙车比甲车早离开收费岛多长时间。规范答题模板

t乙＝t3＋t4＋t5

⑨乙车比甲车早离开收费岛的时间为Δt＝t甲－t乙

⑩

答案：32s

总结（1）必要的文字说明指明研究对象、研究过程、所用规律定理，新出现的字母代表含义。（2）必要的方程①必须是原型公式，不变形；②不用连等式分步列式，公式较多加编号①②③；③字母符号规范，与题干中一致。（3）合理的运算①联立方程、代入数据得，不用写出具体的运算过程；②结果为数字时带单位，矢量指明方向，多个解需讨论说明或取舍。

因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安

装有多套制动装置——制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩

擦制动系统等。在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0＝288km/h的

速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0＝5km处道路出现异

常，需要减速停车。列车长接到通知后，经过t1＝2.5s将制动风翼打

开，高铁列车获得a1＝0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速t2＝40s

后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500m的

地方停下来。（1）求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度的大小。答案：60m/s

解析：打开制动风翼时，列车的加速度大小为a1＝0.5

m/s2，设经过t2＝40s时，列车的速度为v1，则v1＝v0－a1t2＝60m/s。

（2）求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度

a2的大小。答案：1.2m/s203聚焦“素养”·提能力巧学妙解应用

考点一

自由落体运动1.高空坠物非常危险，因此人们一定要有安全防范意识。假设住宅某

阳台上有一个1kg的花盆不小心掉下来，下落的高度为45m，忽略

空气阻力，g＝10m/s2，下列说法正确的是（

）A.花盆下落的时间为3sB.花盆下落的时间为4sC.花盆落地的速度大小为3m/sD.花盆落地的速度大小为40m/s12345678910

123456789102.跳水运动员训练时从10m跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机

的连拍功能，连拍了多张照片，其中两张连续的照片中运动员双脚

离水面的实际高度分别为5m和2.8m。由此估算手机连拍时间间隔

最接近以下哪个数值（

）A.1×10－1sB.2×10－1sC.1×10－2sD.2×10－2s12345678910

12345678910考点二

竖直上抛运动3.如图，篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平面。根据图中信息和生活经验，可以估算出该水柱从地面喷出时的速度约为（

）A.2m/sB.6m/sC.12m/sD.20m/s12345678910

123456789104.建筑工人常常徒手抛砖块，当砖块上升到最高点时，被楼上的师傅

接住用以砌墙。若某次以15m/s的速度从地面竖直向上抛出一砖

块，楼上的师傅没有接住，g取10m/s2，空气阻力可以忽略，则

（

）A.砖块上升的最大高度为10mB.砖块被抛出后经3s回到抛出点C.砖块回到抛出点前1s时间内通过的位移为8.75mD.砖块被抛出后上升到最高点时，其加速度为零12345678910

12345678910考点三

多过程运动5.“太空梭”是游乐园中一种利用自由落体运动规律

设计的游乐设施，如图。这种游乐设施使用机械装

置将乘坐台上的乘客升至高处，然后由静止释放，

自由下落，最后在落地前用机械装置将乘坐台停下

来。将该游乐设施下落时的运动看作自由落体运动

和匀变速直线运动，出于安全考虑，普通人最多承受3g的加速度，g取10m/s2。如果设计一个自由落体历时6s的“太空梭”，则该设施的高度至少为（

）A.420mB.180mC.300mD.240m12345678910

123456789106.一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方

式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”（如图）。速度高达一千

多公里每小时。如果乘坐Hyperloop从A地到B地，600公里的路程需

要42分钟，Hyperloop先匀加速达到最大速度1200km/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

下列关于Hyperloop的说法正确的是（

）A.加速与减速的时间不一定相等B.加速时间为10分钟C.加速过程中发生的位移为150公里D.加速时加速度大小约为0.46m/s212345678910

12345678910

7.在东京奥运会女子蹦床决赛中，中国选手运动员夺得冠军。如图所示，某次比赛中，运动员双脚离开蹦床后竖直向上运动，把上升过程分为等距的三段，运动员从下至上运动过程中，依次经历三段的时间记为t1、t2、t3。则t1∶t2∶t3最接近（

）A.3∶6∶10B.3∶4∶10C.3∶6∶20D.3∶4∶2012345678910

123456789108.如图所示，地面上方离地面高度分别为h1＝6L、h2＝4L、h3＝3L的

三个金属小球a、b、c，若先后释放a、b、c，三球刚好同时落到地

面上，不计空气阻力，重力加速度为g，则（

）A.b与a开始下落的时间差等于c与b开始下落的时间差D.三小球到达地面时的速度大小之比是6∶4∶312345678910

123456789109.小明是学校的升旗手，国歌响起时他拉动绳子开始升旗，

国歌结束时国旗恰好停在旗杆顶端。若国旗从A点由静止

开始做匀加速直线运动，达到最大速度0.4m/s，然后以最

大速度匀速直线运动，最后做匀减速直线运动恰好到达顶

端B点。已知国歌从响起到结束的时间是46s，A至B的高

度H＝17.2m，如图所示，匀加速运动的加速度大小与匀

减速运动的加速度大小相等。（1）求国旗上升过程的平均速度（保留3位有效数字）；答案：0.374m/s

12345678910（2）若国旗经过4s匀加速达到最大速度，求加速度及上升高度；答案：0.1m/s2

0.8m

（3）求国旗匀速运动的时间。答案：40s

1234567891010.城市高层建筑越来越多，高空坠物

事件时有发生。假设某公路边的高

楼距地面高H＝47m，往外凸起的

阳台上的花盆因受到