高一物理自由落体运动及竖直上抛运动Word格式文档下载.doc
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(2)自由落体运动的加速度为g:
在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度称重力加速度g。
g方向竖直向下,大小随不同地点而略有变化,在地球表面上赤道最小、两极最大,还随高度的不同而变化,高度越高g越小。
在通常的计算中,地面上的g取9.8m/s2,粗略的计算中,还可以把g取做10m/s2。
(3)自由落体运动的规律:
(是初速为零加速度为g的匀加速直线运动):
3.竖直上抛运动
定义:
将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出去,物体只在重力作用下的运动。
特点:
是加速度为-g(取竖直向上方向为正方向)的匀变速直线运动,
运动到最高点时,v=0,a=-g。
分析方法及规律:
(1)分段分析法:
(取竖直向上方向为正方向)
(取竖直向下方向为正方向)
(2)整过程分析法:
全过程是加速度为-g(取竖直向上方向为正方向)的匀变速
负,s为正值表示质点在抛出点的上方,s为负值表示质点在抛出点的下方,v为正值,表示质点向上运动,v为负值,表示质点向下运动。
由同一位移s求出的t、vt可能有两解,要注意分清其意义。
=v0/g;
下落过程是上升过程的逆过程,所以质点在通过同一高度位置时,上升速度与下落速度大小相等,物体在通过同一段高度过程中,上升时间与下落时间相等。
【典型例题】
例1.甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从H米高处自由落下,乙从2H米高处同时自由落下,下面几种说法正确的是:
(H足够大)
A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速率比乙的大;
B.下落1s末,它们的速度相等;
C.各自下落1m它们的速度相等;
D.下落过程中甲的加速度比乙的大。
解析:
物体自由下落,只受重力,加速度都是g,与质量无关,故D错,由vt=gt知,
例2.一物体从高处A点自由落下,经B点到C点,已知B点的速度是C点速度的3/4,BC间距离是7m,则AC间距离是___________m。
(g=10m/s2)。
设C点速度vC,则:
联立①②③可得hAC=16m。
例3.一物体从离地H高处自由下落x时,物体的速度恰好是着地时速度的一半,则它落下的位移x等于___________。
设落地速度大小为v,则:
例4.竖直悬挂一根15m长的杆,在杆的正下方距杆下端5m处有一观察点A,让杆自由落下。
求杆全部通过A点需多少秒?
(g=10m/s2)
杆下落至A点时间t1,则:
杆从静止释放到完全通过A点时间t2,则:
。
例5.在12m高的塔上,以一定初速度竖直向上抛出一物体,经2s到达地面,则物体抛出时的速度多大?
物体上升的最大高度是多少(离地面高度)?
g=10m/s2。
把物体上升和下落看成一个全过程,根据位移公式s=v0t-gt2/2,依题意得
∴物体离地的最大高度H=0.8+12=12.8(m)。
(本题分上升、下落两过程处理也可以)
可见,处理竖直上抛运动问题,关键是注意s、vt的正、负号及其意义。
例6.一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面。
此时其重心位于从手到脚全长的中点。
跃起后重心升高0.45m达到最高点。
落水时身体竖直,手先入水。
(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计。
)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是_________s。
(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点。
g取为10m/s2,结果保留二位数字。
)
运动员上升高度h1=0.45m,上升时间t1。
下落高度H=10.45m,全程下落时间t2,
由竖直上抛运动的对称性,上升高度h1的时间等于下落高度h1的时间,则:
又因为:
【模拟试题】
1.物体由屋顶自由下落,经过最后2m所用时间是0.15s,则屋顶高度约为:
A.10m B.12m C.14m D.15m
2.甲物体的重力是乙物体的3倍,它们在同一高度处同时自由下落,则下列说法中正确的是:
A.甲比乙先着地
B.甲比乙的加速度大
C.甲、乙同时着地
D.无法确定谁先着地
3.为了求得楼房的高度,在不计空气阻力的情况下,让一个石块从楼顶自由落下,测出下列哪个物理量就能计算出楼房的高度
A.石块下落到地面的总时间
B.石块落地前的瞬时速度
C.石块落地前最后1s内的位移
D.石块通过最后1m位移的时间
4.从高处释放一粒小石子,经过1s,从同一地点再释放一粒小石子,在落地之前,两粒石子之间的距离:
A.保持不变
B.不断增大
C.不断减小
D.有时增大,有时减小
5.在竖直上抛运动中,当物体到达最高点时:
A.速度不为零,加速度为零
B.速度为零,加速度不为零
C.有向下的速度和加速度
D.物体处于平衡状态
6.气球吊着物体匀速上升到某一高度时,吊着物体的绳子断了,则在绳断的瞬间物体将具有:
A.重力加速度g,没有速度
B.有向上的速度,而加速度为零
C.有向上的速度和向下的加速度
D.物体将作自由落体运动
7.将甲、乙两物体从同一地点,同一时刻竖直上抛,A的初速是B的两倍,则它们上升的最大高度之比是:
A.1:
2 B.1:
4
C.1:
1 D.4:
1
8.v-t图象如图1所示,表示物体作竖直上抛的是:
图1
9.竖直上抛的物体,初速度是30m/s,经过2s产生的位移是多少?
路程是多少?
经过4s产生的位移是多少?
(空气阻力不计,g=10m/s2)
10.一个竖直上抛的物体经4s落回原处,则经2s物体的速度是多少?
位移是多少?
经过3s速度是多少?
11.在某市区内,一辆小汽车在公路上以速度v1向东行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路。
汽车司机发现游客途经D处时经过0.7s作出反应紧急刹车(此时汽车运动到了A点),但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下,如图2所示。
为了判断汽车是否超速行驶以及游客横穿马路是否过快,警方派一警车以法定最高速度行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经过14.0m后停下来,在事故现场测量得。
肇事汽车刹车性能良好(可认为警车与肇事汽车刹车时加速度均相同),问:
图2
①该肇事汽车的初速度v1是多大?
②游客横穿马路的速度是多大?
【试题答案】
1.A 2.C 3.ABCD 4.B
5.B 6.C 7.D 8.D
9.40m,40m,40m,50m
10.0,20m,20m,-10m/s,15m,25m
11.①21m/s;
②1.53m/s。
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- 物理 自由落体运动 竖直 运动