2024新高一物理专题强化三：自由落体运动和竖直上抛运动(解析版）.docxVIP

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专题强化三：自由落体运动和竖直上抛运动

一：知识精讲归纳

一、竖直上抛运动

定义：将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出，抛出的物体只在重力作用下运动，这种运动就是竖直上抛运动，整个过程中加速度始终为g，全段为匀变速直线运动．

2．运动规律

通常取初速度v0的方向为正方向，则a＝－g.

(1)速度公式：v＝v0－gt.

(2)位移公式：h＝v0t－eq\f(1,2)gt2.

(3)位移和速度的关系式：v2－v02＝－2gh.

(4)上升的最大高度：H＝eq\f(v\o\al(2,0),2g).

(5)上升到最高点(即v＝0时)所需的时间：t＝eq\f(v0,g).

3．运动的对称性

(1)时间对称

物体从某点上升到最高点和从最高点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相等、方向相反．

二：考点题型归纳

题型一：自由落体的计算

1．（2023春·江苏南通·高一江苏省南通中学校考期中）有一串珠子（珠子可视为质点），穿在一根长1.8m的细线上，细线的首尾各固定1个珠子，中间还有5个珠子。从最下面的珠子算起，相邻两个珠子之间的距离依次为5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm，如图所示。某人向上提起细线的上端，让细线自由垂下，且第1个珠子紧贴水平桌面，松手后开始计时，若不计空气阻力，g取10m/s2，假设珠子落到桌面上不再反弹，则第2、3、4、5、6、7个珠子（）

??

A．依次落到桌面上的速率之比为

B．落到桌面上的时间间隔相等

C．落到桌面上的时间间隔越来越大

D．第4个珠子落到桌面上的速率为4m/s

【答案】B

【详解】ABC．各珠子同时做自由落体运动，下降的位移之比为；根据

可知落地的时间之比为，则各珠子落到桌面上的时间间隔相等；根据

可知依次落到桌面上的速率之比为，故B正确，AC错误；

D．第4个珠子距离桌面的高度为45cm，则第4个珠子落到桌面上的速率为

故D错误。

故选B。

2．（2023秋·福建漳州·高一统考期末）一天，某小区居民发现一个苹果从高空坠落，所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像，分析发现苹果在落地前最后0.2s内下落的高度为3.6m。已知每层楼高为3m，若苹果做自由落体运动，g取，则该苹果（????）

A．最可能来自6楼 B．最可能来自7楼

C．刚落地时的速度为36m/s D．刚落地时的速度为2m/s

【答案】B

【详解】AB．设苹果下落时间为t，则

解得

h=18m

t=1.9s

则最可能来自7楼，选项A错误，B正确；

CD．刚落地时的速度为

v=gt=19m/s

选项CD错误。

故选B。

3．（2023秋·湖南永州·高一永州市第一中学校考期末）钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为，，下列说法正确的是（）

A．钢球下落的时间为

B．钢球在最后内下落的高度为

C．钢球下落的高度为

D．钢球前内的平均速度为

【答案】B

【详解】A．下落时间为

A错误；

C．钢球下落的高度为

C错误；

B．钢球前2s下落的高度为

故最后1s下落的高度为

B正确；

D．钢球前内的平均速度为

D错误。

故选B。

题型二：自由落体运动的平均速度

4．（2022秋·浙江绍兴·高一统考期末）钢球由静止开始做自由落体运动，落地速度为30m/s，重力加速度，下列说法正确的是（）

A．钢球下落的高度为90m B．钢球在前2s内的平均速度为15m/s

C．钢球在最后1s内下落的高度为25m D．钢球从第1s末到第3s初速度增加了20m/s

【答案】C

【详解】A．根据

解得

故A错误；

B．根据匀变速直线运动的规律，钢球在前2s内的平均速度大小等于钢球在1s末的瞬时速度大小，即

故B错误；

C．设钢球下落的总时间为t，则

钢球在最后1s内下落的高度为

故C正确；

D．第1s末和第3s初的时间间隔为，则速度增加量

故D错误。

故选C。

5．（2022秋·山东青岛·高一统考期中）2021年3月1日必威体育精装版刑法修正案生效，“高空抛物罪”正式入刑。设想一小球从某居民楼距地面20m处由静止开始自由下落，取，则下列说法正确的是（）

A．物体下落到地面的时间为2s

B．物体在下落到地面的速度为15m/s

C．物体在下落过程中的平均速度大小为20m/s

D．物体在开始下落后的每秒内位移大小都相同

【答案】A

【详解】A．根据自由落体运动位移公式

得

A正确；

B．物体在下落到地面的速度

B错误；

C．物体在下落过程中的平均速度大小

C错误；

D．物体下落的第一秒的位移

物体下落的第二秒的位移

物体从开始下落到落地的两秒内的位移之比1：3，D错误。

故选A。

6．（2022秋·浙江绍兴·高