匀变速直线运动的描述汇总.ppt

考点3 自由落体运动和竖直上抛运动　　　　　 1.应用自由落体运动规律解题时的两点注意: (1)可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题。 (2)物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动,从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动,而是竖直下抛运动,应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决问题。 2.竖直上抛运动的对称性: (1)时间对称性。 ①物体上升到最高点所用时间与物体从最高点落回到 原抛出点所用时间相等,即t上=t下= 。 ②物体在上升过程中经过某两点所用的时间与下降过 程中经过该两点所用的时间相等。 (2)速度对称性。 ①物体上抛时的初速度与物体又落回原抛出点时的速度大小相等、方向相反。 ②物体在上升阶段和下降阶段经过同一个位置时的速度大小相等、方向相反。 (3)能量对称性:竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位置时的动能、重力势能分别相等。 【特别提醒】 竖直上抛运动的两种研究方法 (1)分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。 (2)全程法:将全过程视为初速度为v0,加速度a=-g的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向,则v0时,物体正在上升;v0时,物体正在下降;h0时,物体在抛出点上方;h0时,物体在抛出点下方。 【典例2】(2015·山东高考)距地面高5m 的水平直轨道上A、B两点相距2m,在B点用 细线悬挂一小球,离地高度为h,如图。小 车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随 车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时 细线被轧断,最后两球同时落地。不计空气阻力,重力 加速度的大小g取10m/s2。可求得h等于　(　　) A.1.25 m　　B.2.25 m　　C.3.75 m　　D.4.75 m 【思路点拨】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)两球都做自由落体运动。 (2)右边小球比左边小球落地时间短0.5s。 【解析】选A。小车由A运动到B的时间 s=0.5 s,两小 球都做自由落体运动,5m= gt2,h= g(t-0.5s)2,联立 解得h=1.25m,A正确。 【过关题组】 1.(多选)(2016·连云港模拟)伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,对于这个研究过程,下列说法正确的是　(　　) A.斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量 B.斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程 C.通过对斜面实验的观察与计算,直接得到落体运动的规律 D.根据斜面实验结论进行合理的外推,得到落体运动的规律 【解析】选A、D。伽利略时代,没有先进的测量手段和工具,为了“冲淡”重力作用,采用斜面实验,其实就是为了使物体下落时间长些,减小实验误差,故A正确,B错误;根据实验结果,伽利略将实验结论进行合理的外推,得到落体运动的规律,并非主观臆断得出的,是在实验的基础上得出的,故C错误,D正确。 2.(2016·宿州模拟)在某一高度以v0=20m/s的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10 m/s时,以下判断正确的是(g取10m/s2)　(　　) A.小球在这段时间内的平均速度大小一定为15 m/s,方向向上 B.小球在这段时间内的平均速度大小一定为5 m/s,方向向下 C.小球在这段时间内的平均速度大小一定为5 m/s,方向向上 D.小球的位移大小一定是15 m 【解析】选D。小球被竖直上抛,做匀变速直线运动,平 均速度可以用匀变速直线运动的平均速度公式 求解,规定向上为正方向,当小球的末速度为向上10 m/s 时,v=10 m/s,用公式求得平均速度为15 m/s,方向向上; 当小球的末速度为向下10 m/s时,v=-10m/s,用公式求得 平均速度为5m/s,方向向上,A、B、C均错误;由于末速度 大小为10m/s时,球的位置一定,距起点的位移x= =15m,D正确。 3.2015年9月3日中华人民共和国在北京隆重举行抗日战争暨世界反法西斯战争胜利七十周年庆祝活动。假设拴在地面上的一个氦气球绳子断了,气球加速竖直上升,当气球的速度为10m/s时,从气球上掉下一个物体,经17 s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度(g取10m/s2,物体运动过程中不计空气阻力)。 【解析】物体从气球上掉下,做竖直上抛运动。因为竖 直上抛运动是匀变速运动,所以没有必要分段求解,完 全可以对整个过程直接求解。以向下为正方向有:v0= -10m/s,a=10m/s2,t=17s。 根据公式x=v0t+ at2 x=-10×17m+ ×10×172m=1 275 m。 答案:1275m 【解析】选C。由题意知,该同