第二章 专题强化　竖直上抛运动课件PPT

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DIERZHANG第二章专题强化　竖直上抛运动 学习目标1.知道什么是竖直上抛运动，理解竖直上抛运动是匀变速直线运动(重点)。2.会分析竖直上抛运动的运动规律，会利用分段法或全程法求解竖直上抛运动的有关问题(重难点)。3.知道竖直上抛运动的对称性。 内容索引一、竖直上抛运动的基本概念二、竖直上抛运动的规律专题强化练一竖直上抛运动的基本概念(1)竖直上抛运动的速度和加速度方向有什么关系？在上升阶段和下降阶段加速度是否发生变化？(2)研究竖直上抛运动的全过程，可以把它看成什么运动？试画出竖直上抛运动全过程的v-t图像。答案　上升阶段速度与加速度的方向相反，下降阶段速度与加速度的方向相同；在整个过程中加速度不变。答案　全过程可以看成初速度为v0(竖直向上)、加速度为g(竖直向下)的匀变速直线运动。整个过程v-t图像斜率不变，即加速度不变，v-t图像如图所示。1.竖直上抛运动：将一个物体以某一初速度v0_________抛出，抛出的物体只在_____作用下运动，这种运动就是竖直上抛运动。2.(1)上升阶段：初速度v0_________，加速度为g，方向_________，是______直线运动。(2)下降阶段：初速度为零、加速度为g，是________运动。梳理与总结竖直向上重力竖直向上竖直向下匀减速自由落体　关于竖直上抛运动，下列说法不正确的是A.竖直上抛运动的上升过程是匀减速直线运动B.匀变速直线运动规律对竖直上抛运动的全过程都适用C.以初速度的方向为正方向，竖直上抛运动的加速度a＝gD.竖直上抛运动中，任何相等的时间内物体速度的变化量相等√二竖直上抛运动的规律一小球以v0＝10 m/s的初速度竖直向上抛出，忽略一切阻力。(g取10 m/s2)(1)计算小球上升的时间和最大高度；v02＝2gh，h＝5 m。(2)计算小球落回原处的时间和速度大小。答案　t′＝2t0＝2 sv＝gt0＝10 m/s。1.竖直上抛运动的规律通常取初速度v0的方向为正方向，则a＝____(1)速度公式：v＝______。(2)位移公式：h＝________。(3)速度与位移的关系式：v2－v02＝______。(4)上升的最大高度：H＝_____。(5)上升到最高点(即v＝0时)所需的时间：t＝___。梳理与总结－gv0－gt－2gh2.竖直上抛运动的对称性(1)时间对称物体从某点上升到_______和从_______回到该点的时间相等，即t上＝t下。(2)速率对称物体上升和下降通过同一位置时速度的大小_____、方向_____。(3)位移对称物体上升和下降通过同一位置时物体发生的位移_____。最高点最高点相等相反相同　 (2022·重庆市高一期末)如图所示，某人将一小球从高台边缘沿竖直方向向上抛出，其初速度大小v0＝10 m/s，不计空气阻力，取抛出点为原点，向上为坐标轴正方向，g取10 m/s2，则2 s内小球运动的A.位移为10 mB.路程为10 mC.速度改变量为0D.平均速度为5 m/s√取竖直向上为正方向，竖直上抛运动可看作一种做加速度为－g的匀减速直线运动，小球上升的最大高度为H＝ ＝1 s，由对称性，知2 s内小球的位移为x＝0,2 s内小球运动的路程为s＝2H＝2×5 m＝10 m；2 s内小球的速度变化量为Δv＝at＝－gt＝－20 m/s；平均速度为 ＝0，故选B。　在某塔顶上将一物体竖直向上抛出，抛出点为A，物体上升的最大高度为20 m，不计空气阻力，设塔足够高，则：(g取10 m/s2)(1)物体抛出的初速度大小为多少？设初速度为v0，取竖直向上为正方向，有－2gh＝0－v02，故v0＝20 m/s。答案　20 m/s(2)物体位移大小为10 m时，物体通过的路程可能为多少？位移大小为10 m，有三种可能：向上运动时x＝10 m，返回时在出发点上方10 m，返回时在出发点下方10 m，对应的路程分别为s1＝10 m，s2＝(20＋10) m＝30 m，s3＝(40＋10) m＝50 m答案　10 m　30 m　50 m(3)若塔高H＝60 m，求物体从抛出到落到地面的时间和落地速度大小。落到地面时的位移x′＝－60 m，设从抛出到落到地面用时为t，有x′＝v0t－ gt2，解得t＝6 s(t＝－2 s舍去)落地速度v＝v0－gt＝(20－10×6) m/s＝－40 m/s，则落地速度大小为40 m/s。答案　6 s　40 m/s1.当物体处于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，造成多解。2.只给出位移大小时，可能处于抛出点上方，也可能处于抛出点下方，造成多解。　气球下挂一重物，以v0＝10 m/s的速度匀速上升，当到达离地面高175 m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物再经多长时间落到地面？落地前瞬间的速度多大？(空气阻力不计，g取10 m/s2)答案　7 s　60 m/s方法一　分段法绳子断裂后，重物先匀减速上升，速度减为零后，再匀加速下落。重物下落阶段，下落距离H＝h1＋175 m＝180 m重物落地总时间t＝t1＋t2＝7 s，落地前瞬间的速度大小v＝gt2＝60 m/s。方法二　全程法取初速度方向为正方向解得t＝7 s(t＝－5 s舍去)由v＝v0－gt，得v＝－60 m/s，负号表示速度方向竖直向下，则落地前瞬间的速度大小为60 m/s。竖直上抛运动的处理方法三专题强化练1.(2023·金华曙光中学高一阶段练习)关于竖直上抛运动，下列说法正确的是A.在最高点速度为零，加速度也为零B.上升和下落过程的位移相同C.从上升到下落的整个过程加速度保持不变D.上升到某一高度时的速度与下落到此高度时的速度相同12345678910111213基础强化练√竖直上抛运动只受到重力作用，在最高点速度为零，但加速度仍为g，A错误；竖直上抛运动上升和下落过程的位移方向相反，故位移不同，B错误；竖直上抛运动只受到重力作用，从上升到下落的整个过程加速度保持不变，C正确；竖直上抛运动具有对称性，整个过程加速度相等，故上升时间与下落时间相等，上升到某一高度时速度与下落到此高度时的速度大小相等，但是方向相反，故速度不同，D错误。123456789101112132.(2022·浙江省高一期中)以某一初速度竖直向上抛出一个苹果，并落回手中，忽略空气阻力，以竖直向上为正方向，以下描述此过程的v-t图像中正确是12345678910111213√因不计空气阻力，加速度恒定，设其初速度为v0，根据匀变速直线运动规律，据题意有v＝v0－gt，可知其图像为直线且斜率为负，故A、B、D错误，C正确。3.(2022·南京市高二期末)如图所示，在离地面一定高度处把4个物体以不同的初速度v0竖直上抛，不计空气阻力，若1 s后4个物体均未着地，则1 s后速率最大的是12345678910111213√12345678910111213以向上为正方向，根据v＝v0－gt，v0A＝3 m/s代入解得vA＝－7 m/s同理解得vB＝－5 m/s，vC＝0 m/s，vD＝5 m/s由于|vA|>|vB|＝|vD|>|vC|即A项的物体速度最大，故选A。4.(2022·扬州市高二期中)身高1.75 m的小明在篮板正下方原地竖直向上跳起，手指恰好能摸到篮板下沿，已知篮板下沿距离地面高度为2.90 m，g取10 m/s2，小明双脚离地时速度约为A.2 m/s B.4 m/sC.6 m/s D.8 m/s12345678910111213√12345678910111213小明做竖直上抛运动，手指恰好能摸到篮板下沿，考虑手臂的长度，上升的高度为h＝(2.90－2.00) m＝0.9 m由速度位移关系有v02＝2gh故选B。5.将一物体(距地面足够高)以20 m/s的初速度竖直向上抛出，经过t时间物体到达抛出点的距离为25 m，忽略空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，则t为A.2 s B.4 s C.5 s D.(2＋ ) s12345678910111213√取竖直向上为正方向，物体上升的最大高度为h＝ ＝20 m，则物体不可能到达抛出点上方25 m处，则当物体位于抛出点下方25 m时，根据x＝v0t－ ，代入数据解得t1＝5 s，t2＝－1 s(舍去)，故C正确。6.离地面高度100 m处有两只气球正在以同样大小的速率5 m/s分别匀速上升和匀速下降。此时在这两只气球上各同时落下一个物体。问这两个物体落到地面的时间差为(g＝10 m/s2)A.0 B.1 s C.2 s D.0.5 s12345678910111213√取竖直向上为正方向，两物体落到地面的时间差为上升物体上升到最高点的时间的2倍，即t＝ ＝1 s，B正确。7.一个从地面开始做竖直上抛运动的物体，它两次经过一个较低点A的时间间隔是TA，两次经过一个较高点B的时间间隔是TB，则A、B两点之间的距离为(重力加速度为g)12345678910111213√123456789101112138.若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x-t图像如图所示，则A.火星表面的重力加速度大小为3.2 m/s2B.该物体上升的时间为10 sC.该物体被抛出时的初速度大小为8 m/sD.该物体落到火星表面时的速度大小为16 m/s12345678910111213√能力综合练12345678910111213由题图可知物体上升的最大高度为20 m，上升时间为5 s，由h＝gt2得g＝1.6 m/s2，A、B错误；v＝ ＝8 m/s，C正确；根据竖直上抛运动的对称性知，物体落到火星表面时速度大小为8 m/s，D错误。9.(2023·河南名校联盟高一期中)甲、乙两人做游戏，甲站在地面上，乙在甲正上方的平台上，甲每隔一定时间向乙抛出一小球，已知小球竖直向上抛出的初速度大小为8 m/s，抛出点与接收点间的竖直高度为3 m，若前一个小球向下被乙接住时，后一个小球也恰好向上经过接球处，则每相邻两个小球抛出的时间间隔为(g＝10 m/s2)A.1.6 s B.1.0 sC.0.6 s D.0.4 s12345678910111213√12345678910111213根据题意，设小球运动到距抛出点上方3 m处所用时间为t，取初速度方向为正，则v0＝8 m/s，g＝10 m/s2，h＝3 m由h＝v0t－ 得t1＝0.6 s，t2＝1 s故相邻两个小球抛出的时间间隔为Δt＝t2－t1＝0.4 s，故选D。10.(2022·南京市高二校考期末)每隔0.2 s从同一高度向上抛出小球，小球做初速度为6 m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g取10 m/s2)A.三个 B.四个C.五个 D.六个12345678910111213√12345678910111213小球做竖直上抛运动，从抛出到回到抛出点运动的总时间为t＝＝1.2 s，每隔0.2 s抛出一个小球，在这1.2 s内，共抛出6个球，第7个球即将抛出，不在抛出点以上。在第一个小球下落的阶段，第一个小球会依次与5个球在空中相遇，故C正确。11.如图所示，一同学从一高为H＝10 m的平台上竖直向上抛出一个可以看成质点的小球，小球的抛出点距离平台的高度为h0＝0.8 m，小球抛出后升高了h＝0.45 m到达最高点，最终小球落在地面上。g＝10 m/s2，不计空气阻力，求：(1)小球抛出时的初速度大小v0；12345678910111213答案　3 m/s上升阶段，由0－v02＝－2gh得：(2)小球从抛出到落到地面的过程中经历的时间t。12345678910111213答案　1.8 s设上升阶段经历的时间为t1，则：0＝v0－gt1，得t1＝0.3 s自由落体过程经历的时间为t2，则：又t＝t1＋t2，解得：t＝1.8 s。12.某校一课外活动小组自制了一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小；12345678910111213答案　20 m/s(2)火箭上升离地面的最大高度；12345678910111213答案　60 m因此火箭离地面的最大高度H＝h＋h1＝60 m。(3)火箭从发射到返回发射点的时间(结果保留三位有效数字)。12345678910111213答案　9.46 s13.(2023·峨山彝族自治县第一中学高一期中)A物体自高为H的塔顶自由下落的同时，B物体自塔底以初速度大小v0竖直上抛，B物体上升至最高点时，A物体正好落地，不计空气阻力，则下列说法中不正确的是A.A物体落地前瞬间的速度大小等于v0B.B物体上升的最大高度小于H12345678910111213√尖子生选练12345678910111213由题意可知，A、B两物体运动的加速度相同，运动的时间相等，因此速度的变化量相等，则有A物体落地前瞬间的速度大小等于B物体竖直上抛时的初速度大小v0，则有B物体上升的最大高度与A物体自由下落的高度相等，都等于H，A正确，B错误；12345678910111213BENKEJIESHU本课结束