一、自由落體運(yùn)動(dòng)
、胖皇苤亓ψ饔,由靜止開始的運(yùn)動(dòng).
、谱杂陕潴w運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零,加速度為重力加速度g的勻加速度直線運(yùn)動(dòng).
⑶自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
、偎俣裙剑簐t=gt
②位移公式:h=gt2/2
、鬯俣任灰脐P(guān)系式:vt2=2gh
、軓倪\(yùn)動(dòng)開始連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之比為1∶3∶5∶7∶…
、葸B續(xù)相等的時(shí)間t內(nèi)位移的增加量相等,即Δx=gt2
⑥一段時(shí)間內(nèi)的平均速度v=h/t=gt/2
二、豎直上拋運(yùn)動(dòng)
、胖皇苤亓ψ饔,初速度方向豎直向上的運(yùn)動(dòng).
、曝Q直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
①上升階段:速度越來越小,加速度與速度方向相反,是勻減速直線運(yùn)動(dòng).
、谙陆惦A段:速度越來越大,加速度與速度方向相同,是勻加速直線運(yùn)動(dòng).
、墼谧罡唿c(diǎn):速度為零,但加速度仍為重力速度g,所以物體此時(shí)并不處于平衡狀態(tài).
⑶豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
、偎俣裙剑
、谖灰乒剑
、鬯俣龋灰脐P(guān)系式:
、葞讉(gè)特征量
、偕仙淖畲蟾叨龋
、谏仙阶畲蟾叨忍幩钑r(shí)間t上和最高點(diǎn)處落回原拋出點(diǎn)所需時(shí)間t下相等,
【重點(diǎn)精析】
一、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用
【例1】一個(gè)物體從H高處自由落下,經(jīng)過最后196m所用的時(shí)間是4s,求物體下落H高所用的總時(shí)間T和高度H是多少?(取g=9.8m/s2,空氣阻力不計(jì))
【規(guī)律總結(jié)】解決自由落體運(yùn)動(dòng)問題要弄清運(yùn)動(dòng)過程,作好示意圖,然后利用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析求解;同時(shí)要注意自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度v0=0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),可靈活運(yùn)用相關(guān)推論求解.
【變式練習(xí)1】屋檐定時(shí)滴出水滴,當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí),第1滴已剛好達(dá)到地面,而第3滴與第2滴正分別位于高1m的窗戶上、下沿,如圖所示,取g=10m/s2,問:
(1)此屋檐離地面多少米?
(2)滴水的時(shí)間間隔是多少?
二、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法
1、分段法
(1)上升過程:vt=0,a=-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng).
(2)下降過程:自由落體運(yùn)動(dòng).
2、整體法
(1)將上升和下降過程統(tǒng)一看成是初速度v0向上,加速度g向下的勻變速直線運(yùn)動(dòng),vt=v0-gt,h=v0t-gt2.
(2)若vt>0,則物體在上升;vt<0,則物體在下落.h>0,物體在拋出點(diǎn)上方;h<0,物體在拋出點(diǎn)下方.
【例2】氣球以10m/s的速度勻速上升,當(dāng)它上升到175m的高處時(shí),一重物從氣球上掉落,則重物需要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才能落到地面?到達(dá)地面時(shí)的速度是多大?(g取10m/s2)
【規(guī)律總結(jié)】(1)研究豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí),要靈活選用分段法和整體法,同時(shí)要注意各物理量的取值正負(fù).
(2)畫好過程示意圖是解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的關(guān)鍵.同時(shí)正確判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況.
三、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性
1、時(shí)間的對(duì)稱性
(1)物體上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間與物體從最高點(diǎn)落回到原拋出點(diǎn)所用時(shí)間相等:t上=t下=v0/g.
(2)物體在上升過程中從某點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)所用的時(shí)間和從最高點(diǎn)落回該點(diǎn)所用的時(shí)間相等.
2、速度的對(duì)稱性
(1)物體上拋時(shí)的初速度與物體又落回原拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小相等、方向相反.
(2)在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中,同一個(gè)位置對(duì)應(yīng)兩個(gè)等大反向的速度.
【例3】以v0=20m/s速度豎直上拋一個(gè)小球,2s后以相同的初速度在同一位置上拋另一小球,g=10m/s2,則兩球相碰處離出發(fā)點(diǎn)的高度是多少?
【規(guī)律總結(jié)】運(yùn)用豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性分析解決物理問題,不僅可以加深對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的理解和認(rèn)識(shí),還可以活躍思維,提升能力.
【變式練習(xí)2】一個(gè)從地面豎直上拋的物體,兩次經(jīng)過一個(gè)較低點(diǎn)a的時(shí)間間隔是Ta,兩次經(jīng)過一個(gè)較高點(diǎn)b的時(shí)間間隔是Tb,則a、b之間的距離為()
【同步作業(yè)】
1、一條鐵鏈長(zhǎng)15m,鐵鏈上端懸掛在某一點(diǎn),鐵鏈下端正下方5m處有一觀察點(diǎn)A,放開后讓它自由落下,求鐵鏈經(jīng)過觀察點(diǎn)A所用的時(shí)間是多少?(g=10m/s2)
2、一個(gè)物體從塔頂上下落,在到達(dá)地面前最后1s內(nèi)通過的位移是整個(gè)位移的9/25,求塔高.(g取10m/s2)
3、從足夠高處先后讓兩個(gè)鋼球自由下落,兩球間用長(zhǎng)為9.8米的細(xì)繩連結(jié).第一個(gè)球下落1秒鐘后第二個(gè)球開始下落.不計(jì)空間阻力及繩的質(zhì)量,試求在第二個(gè)球開始下落后多長(zhǎng)的時(shí)間,連結(jié)兩球的細(xì)繩剛好被拉直?(g取9.8m/s2)
4、一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起,舉雙臂直體離開臺(tái)面,此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn),躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn),落水時(shí)身體豎直,手先入水(在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)),從離開跳臺(tái)到手觸水面,他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是______s.(計(jì)算時(shí),可以把運(yùn)動(dòng)員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn).g取10m/s2,結(jié)果保留二位數(shù)字.)
5、調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴滴流出,在下方放一盤子,調(diào)節(jié)盤子高度,使一滴水滴碰到盤子時(shí),恰有另一滴水滴開始下落,而空中還有一滴正在下落中的水滴,測(cè)出水龍頭到盤子的距離為h,從第一滴開始下落時(shí)計(jì)時(shí),到第n滴水滴落在盤子中,共用去時(shí)間t,則此時(shí)第(n+1)滴水滴與盤子的距離為多少?當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹槎嗌伲?/p>
6、一根長(zhǎng)L=1m的鐵索從樓頂自由下落,則此鐵索經(jīng)過樓頂下距樓頂h=5m的A點(diǎn),需時(shí)間為多少?(g取10m/s2)
7、一個(gè)小球作豎直上拋運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t1上升到位置x1,經(jīng)過時(shí)間t2上升到位置x2,小球上升到最高點(diǎn)后下落到位置x2的時(shí)間為t3,繼續(xù)下落到位置x1的時(shí)間為t4.
8、(2004廣東)一雜技演員,用一只手拋球、接球.他每隔0.40s拋出一球,接到球便立即把球拋出.已知除正在拋、接球的時(shí)刻外,空中總有4個(gè)球.將球的運(yùn)動(dòng)近似看做是豎直方向的運(yùn)動(dòng),球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起,g取10m/s2):
A.1.6mB.2.4mC.3.2mD.4.0m
9、(2005全國(guó)Ⅰ)原地起跳時(shí),先屈腿下蹲,然后突然蹬地.從開始蹬地到離地是加速過程(視為勻加速),加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離”.離地后重心繼續(xù)上升,在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”.現(xiàn)有以下數(shù)據(jù):人原地上跳的“加速距離”d1=0.50m,“豎直高度”h1=1.0m;跳蚤原地上跳的“加速距離”d2=0.00080m,“豎直高度”h2=0.10m.假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距離”仍為0.50m,則人上跳的“豎直高度”是多少?
10、小球從離地面h=5米高處自由下落,小球每次與地面碰撞后又反彈起來的上升高度總是前一次下落高度的4/5,忽略空氣阻力的影響,試求小球從自由下落開始直到最后停在地面上,該整個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.(忽略地面與小球碰撞所用的時(shí)間,g取10米/秒2)
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