【三维设计】2014届高三物理一轮 (14年预测+目标定位+规律总结) 13自由落体和竖直上抛教学案 新人教版.doc

《三维设计》2014届高三物理一轮教学案（14年预测+目标定位+规律总结）：1.3自由落体和竖直上抛 自由落体运动 [想一想] 一个石子从楼顶自由落下。 (1)试说明石子的运动性质。 (2)若石子落地的时间为t，则石子落地速度多大？楼顶的高度多大？(设重力加速度为g) 提示：(1)石子做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。(2)gt，gt2。 [记一记] 1．概念 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 2．运动特点 (1)初速度为零。 (2)加速度大小等于g，加速度的方向竖直向下。 3．运动规律 (1)速度公式：v＝gt。 (2)位移公式：h＝gt2。 (3)速度位移关系式：v2＝2gh。 [试一试] 1.如图1－3－1所示是木星的一个卫星——木卫1上面的珞玑火山喷发的情景，图片中的英文单词Eruption意思是“火山喷发”。经观测火山喷发出岩块上升高度可达250 km，每一块石头的留空时间为1 000 s。已知在距离木卫1表面几百千米的范围内，木卫1的重力加速度g木卫可视为常数，而且在木卫1上没有大气。则据此可求出g木卫与地球表面重力加速度g(g＝10 m/s2)的关系是(　　) 图1－3－1 A．g木卫＝g　　　　　　　　B．g木卫＝g C．g木卫＝g D．g木卫＝g 解析：选C　一块石头的留空时间为1 000 s，石头上升或下落时间为500 s，根据h＝g木卫t2，解得g木卫＝2 m/s2，C正确。 竖直上抛运动 [想一想] 如图1－3－2所示，小球随热气球以速度v0匀速上升，某时刻系小球的细绳断了，则绳断后，小球做什么性质的运动？再经过多长时间小球到达最高点？绳断后小球继续上升的最大高度为多大？到达最高点以后，小球开始做什么运动？经过多长时间到达地面？落地速度多大？ 图1－3－2 提示：绳断后，小球做匀变速直线运动(竖直上抛运动)，经过时间t1＝，到达最高点，h＝，从最高点开始，小球做自由落体运动，经过t2＝到达地面，此时速度v＝。 [记一记] 1．定义 将物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动。 2．特点 上升过程是加速度为g的匀减速直线运动；下落过程是自由落体运动。 3．规律 (1)速度公式：v＝v0－gt。 (2)位移公式：h＝v0t－gt2。 (3)速度－位移关系式：v2－v＝－2gh。 (4)上升的最大高度H＝。 (5)上升到最大高度用时：t＝。 [试一试] 2．以35 m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，g取10 m/s2。 以下判断正确的是(　　) A．小球到最大高度时的速度为0 B．小球到最大高度时的加速度为0 C．小球上升的最大高度为61.25 m D．小球上升阶段所用的时间为3.5 s 解析：选ACD　竖直上抛的物体到达最高点时，a＝g，v＝0，A对B错。由H＝得H＝ m＝61.25 m，C对。上升阶段所用的时间t＝＝3.5 s，D对。 自由落体运动规律的应用 [例1]　在学习了伽利略对自由落体运动的研究后，甲同学给乙同学出了这样一道题：一个物体从塔顶落下(不考虑空气阻力)，物体到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的，求塔高H(取g＝10 m/s2)。 乙同学的解法：根据h＝gt2得物体在最后1 s内的位移h1＝gt2＝5 m，再根据＝得H＝13.9 m，乙同学的解法是否正确？如果正确说明理由，如果不正确请给出正确解析过程和答案。 [审题指导] (1)物体从塔顶落下的全过程为自由落体运动，但最后1 s内不是做自由落体运动。 (2)设物体下落的总时间为t，表示出物体最后1 s内的位移，再据题意列方程求解结果。 [尝试解题]　 乙同学的解法不正确。根据题意画出运动过程示意图，设物体从塔顶落到地面所经历的时间为t，通过位移为H，物体在(t－1)秒内的位移为h。 据自由落体运动规律，有 H＝gt2 h＝g(t－1)2 由题意得＝＝ 联立以上各式解得H＝125 m。 [答案]　不正确　125 m 应用自由落体运动规律时应注意： (1) 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竖直下抛运动问题。 (2)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。 从运动开始连续相等的时间内位移之比为13∶5∶7∶…。 一段时间内的平均速度＝，＝，＝gt。 连续相等的时间T内位移的增加量相等，即Δh＝gT2。 竖直上抛运动规律的应用 1.竖直上抛运动的研究方法 竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动，处理时可采用两种方法： (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