高三物理一轮复习-专题-第一章-运动的描述-匀变速直线运动的描述-学案3-自由落体运动竖直上抛运动

自由落体运动和竖直上抛运动一、概念规律题组1．伽利略用实验验证v∝t的最大困难是()A．不能很准确地测定下落的距离B．不能测出下落物体的瞬时速度C．当时没有测量时间的仪器D．当时没有记录落体运动的数码相机2．关于自由落体运动，下列说法中正确的是()A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C．自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等D．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动3．关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是()A．重的物体的g值大B．g值在地面任何地方一样大C．g值在赤道处大于南北两极处D．同一地点的轻重物体的g值一样大4．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x＝5＋2t3(m)，它的速度随时间t变化关系为v＝6t2(m/s)．该质点在t＝0到t＝2s间的平均速度和t＝2s到t＝3s间的平均速度大小分别为()A．12m/s,39m/sB．8m/s,38m/sC．12m/s,19.5m/sD．8m/s,12m/s二、思想方法题组5．自由下落的物体，自起始点开始依次下落三段相同的位移所需要的时间比为()A．1∶3∶5B．1∶4∶9C．1∶eq\r(2)∶eq\r(3)D．1∶(eq\r(2)－1)∶(eq\r(3)－eq\r(2))6．(2011·泰安模拟)小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某高度，其速度—时间图象如图1所示，则由图象可知(g＝10m/s2)以下说法正确的是()图1A．小球下落的最大速度为5m/sB．第一次反弹初速度的大小为3m/sC．小球能弹起的最大高度为0.45mD．小球能弹起的最大高度为1.25m思维提升1．自由落体运动的两个条件是：①初速度为0；②加速度为g.2．重力加速度的大小与重物本身无关，而与重物所处的不同位置有关．3．自由落体是初速度为零的匀加速运动，有如下的比例关系：(1)T末、2T末、3T末、…瞬时速度之比v1∶v2∶v3＝1∶2∶3∶…(2)T内、2T内、3T内、…位移之比x1∶x2∶x3∶…＝1∶4∶9∶…(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内、…位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ＝1∶3∶5∶…(4)通过连续相等的位移所用时间之比t1∶t2∶t3∶…＝1∶(eq\r(2)－1)∶(eq\r(3)－eq\r(2))∶…一、自由落体运动1．自由落体运动的特点(1)从静止开始，即初速度为零．(2)物体只受重力作用．自由落体运动是一个初速度为零的匀加速直线运动．2．重力加速度：自由落体的加速度叫做重力加速度，用g表示，它的大小约为9.8m/s2，方向竖直向下．(1)重力加速度是由于地球的引力产生的，地球上不同的地方g的大小不同，赤道上的重力加速度比在两极的要小．(2)重力加速度的大小会随位置的改变而变化，但变化量不大，所以我们在今后的计算中，认为其为一定值，常用9.8m/s2，在粗略的计算中也可以取10m/s2.(3)自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动．匀变速直线运动的一切规律，对自由落体运动都是适用的．v＝gt，h＝eq\f(1,2)gt2，v2＝2gh.另外，初速度为零的匀加速运动的比例式对自由落体运动也是适用的．【例1】从离地500m的高空自由落下一个小球，g取10m/s2，求：(1)经过多长时间落到地面；(2)从开始下落时刻起，在第1s内的位移大小、最后1s内的位移大小；(3)落下一半时间时的位移大小．[规范思维](1)匀变速直线运动的所有规律均适用于自由落体运动．(2)初速度为零的匀加速运动的比例式也适用于自由落体运动．[针对训练1]一矿井深125m，在井口每隔一定时间自由落下一个小球．当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底．则相邻两小球开始下落的时间间隔为________s，这时第3个小球和第5个小球相距________m.二、竖直上抛运动1．竖直上抛运动问题的处理方法(1)分段法可以把竖直上抛运动分成上升阶段的匀减速直线运动和下降阶段的自由落体运动处理．(2)整体法将竖直上抛运动视为初速度为v0，加速度为－g的匀减速直线运动．2．竖直上抛运动的重要特性(1)对称性①时间对称性：上升过程和下降过程时间相等②速度对称性：上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等(2)多解性通过某一点对应两个时刻，即：物体可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段．【例2】某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2.5s内物体的()A．路程为65mB．位移大小为25m，方向向上C．速度改变量的大小为10m/sD．平均速度大小为13m/s，方向向上[规范思维]此题的关键在于根据竖直上抛运动规律求出5s内的位移和路程，及5s末的瞬时速度．(1)竖直上抛运动的两种处理方法——分段法和整体法解答问题时结果是相同的，解题要灵活选用．(2)用两种方法解题时，要特别注意物理量正负号的不同．【基础演练】1．关于自由落体运动，下列说法正确的是()A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动B．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动C．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同D．物体做自由落体运动位移与时间成反比2．(2011·皖南八校联考)一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力)．设抛出时t＝0，得到物体上升高度随时间变化的h－t图象如图4所示，则该行星表面重力加速度大小与物体被抛出时的初速度大小分别为()图4A．8m/s2,20m/sB．10m/s2,25m/sC．8m/s2,25m/sD．10m/s2,20m/s3．竖直上抛的物体，又落回抛出点，关于物体运动的下列说法中正确的有()A．上升过程和下落过程，时间相等、位移相同B．物体到达最高点时，速度和加速度均为零C．整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同D．不管竖直上抛的初速度有多大(v0＞10m/s)，物体上升过程的最后1s时间内的位移总是不变的4．(2010·上海交大东方学校模拟)从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将()A．保持不变B．不断增大C．不断减小D．有时增大，有时减小6．(2011·沈阳质检)A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为t/2，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为()A．gt2B.eq\f(3,8)gt2C.eq\f(3,4)gt2D.eq\f(1,4)gt2【能力提升】8.(2011·济南实验中学月考)取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线下端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图5所示，站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一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()图5A．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关系为1∶eq\r(2)∶eq\r(3)∶2D．依次落到盘上的时间关系为1∶(eq\r(2)－1)∶(eq\r(3)－eq\r(2))∶(2－eq\r(3))9．(2011·济南质检)小芳是一个善于思考的乡村女孩，她在学过自由落体运动规律后，对自家房上下落的雨滴产生了兴趣，她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿，小芳同学在自己的作业本上画出了如图6所示的雨滴下落同自家房子尺寸的关系图，其中2点和3点之间的小矩形表示小芳正对的窗子，请问：图6(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？10．2010年冰岛火山喷发，火山灰尘给欧洲人民的生活带来了很大的影响．假设一灰尘颗粒开始以4m/s2的加速度从地面竖直上升，10s末，忽然失去所有向上的推动力，灰尘颗粒只在重力作用下运动，则该颗粒最高可上升到距地面多高处？此颗粒失去推动力后经多长时间落回地面？(g取10m/s2)易错点评1．在研究两个或两个以上抛体间的相对运动时，利用转换参考系的思想，能够简化解题，化难为易，并且两抛体间的相对运动不是静止，就是匀速直线运动两种情形．2．对于8、9两题，都涉及多个物体做相同规律的运动，解此类问题，一般用等效转换的思