自由落体和竖直上抛1.定义物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动。2.运动性质初速度为0,加速度为重力加速度的匀加速直线运动。3.基本规律(1)速度公式:v=gt;(2)位移公式:h=gt2;(3)速度位移关系式:v2=2gh。(1)平均速度等于中间时刻的瞬时速度,也等于末速度的一半,即==gt。(2)在相邻的相等时间内下落的位移差Δh=gT2(T为时间间隔)1.(2013·重庆高考)某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s听到石头落地声,由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g取10m/s2)()A.10mB.20mC.30mD.40m解析:选Bh=gt2=×10×22m=20m。竖直上抛运动1.运动特点加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下落阶段做匀加速直线运动。2.运动规律(1)速度公式:v=v0-gt;(2)位移公式:h=v0t-gt2;(3)速度—位移关系式:v2-v=-2gh;(4)上升的最大高度:H=;(5)上升到最大高度用时:t=。1.竖直上抛运动的研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动,处理时可采用两种方法:(1)分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。(2)全程法:将全过程视为初速度为v0,加速度a=-g的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向,则①v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;②h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方。2.竖直上抛运动的对称性如图1-3-1所示,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:图1-3-1(1)时间对称性: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,同理有tAB=tBA。(2)速度对称性: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。(3)能量对称性:物体从A→B和从B→A重力势能变化量的大小相等,均等于mghAB。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,方向向上解析:选AB上升到最高点所用时间为:t==3s上升的路程为h1=gt2=×10×32m=45m,下降的位移为:h2=g(5-t)2=×10×22m=20m,故5s内的路程为:s=h1+h2=65m,A对;位移大小为:x=h1-h2=25m,方向向上,B对;速度改变量大小为:Δv=gΔt=10×5m/s=50m/s,C错;平均速度大小为:==5m/s,方向向上,D错。自由落体运动规律的应用[命题分析]本考点是高考的热点,常以选择题的形式出现,有时与万有引力定律结合进行综合考查。[例1]在学习了伽利略对自由落体运动的研究后,甲同学给乙同学出了这样一道题:一个物体从塔顶落下(不考虑空气阻力),物体到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的9/25,求塔高H(取g=10m/s2)。乙同学的解法:根据h=gt2得物体在最后1s内的位移h1=gt2=5m,再根据=得H=13.9m,乙同学的解法是否正确?如果正确说明理由,如果不正确请给出正确解析过程和答案。[解析]乙同学的解法不正确。根据题意画出运动过程示意图,设物体从塔顶落到地面所经历的时间为t,通过的位移为H,物体在(t-1)秒内的位移为h。据自由落体运动规律,有H=gt2h=g(t-1)2由题意得==联立以上各式解得H=125m。[答案]见解析———————————————————————————————解答自由落体运动问题的步骤(1)选择恰当的研究过程;(2)画出与过程相对应的示意图;(3)对每一过程应用运动规律求解。——————————————————————————————————————[变式训练]1.一个小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点,不计空气阻力。已知它经过b点时的速度为v,经过c点时的速度为3v。则ab段与ac段位移之比为()A.1∶3B.1∶5C.1∶8D.1∶9解析:选D经过b点时的位移为hab=,经过c点时的位移为hac=,所以hab∶hac=1∶9,故选D。竖直上抛运动规律[命题分析]竖直上抛运动是双向可逆类的匀变速直线运动,在高考中常以选择题的形式考查,考查的难度一般为中等偏上。[例2]一个氢气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从气球上掉下...