2024年高中物理新教材同步 必修第一册第2章　专题强化　竖直上抛运动

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。

一、竖直上抛运动的基本概念

1．竖直上抛运动的初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？

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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。

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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。

例1　(多选)关于竖直上抛运动，下列说法正确的是(　　)

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＝g

D．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；

(2)计算小球落回原处的时间和速度大小。

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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＝________________。

2．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________。

例2　(多选)(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 m

B．路程为10 m

C．速度改变量为－20 m/s

D．平均速度为5 m/s

例3　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？

(2)物体位移大小为10 m时，物体通过的路程可能为多少？

(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。

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1．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。

例4　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)

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竖直上抛运动的处理方法