2025年高中物理试卷(带答案)第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题.docx

第3讲自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题

课程标准

定性了解生活中常见的机械运动，通过实验认识自由落体运动规律，结合物理学史的相关内容，认识实验对物理学发展的推动作用．

素养目标

物理观念：掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点．

科学思维：

(1)知道竖直上抛运动的对称性．

(2)能灵活处理多过程问题．

(3)能够利用自由落体运动和竖直上抛运动的模型分析实际生活中的相关运动问题．

考点一自由落体运动

●———【必备知识·自主落实】———●

1．运动特点：初速度为________，加速度为________的匀加速直线运动．

2．基本规律

①速度与时间的关系式：v＝________．

②位移与时间的关系式：x＝________．

③速度与位移的关系式：v2＝________．

●———【关键能力·思维进阶】———●

1.蹦极是一项刺激的户外休闲活动，如图所示，把蹦极者视为质点，认为其离开塔顶时的速度为零，不计空气阻力．设轻质弹性绳的原长为L，蹦极者下落第一个L5所用的时间为t1，下落第五个L5所用的时间为t2，则t1t

A．2t1t23B．

C．4t1t25D．

2.(多选)如图，由于相机存在固定的曝光时间，照片中呈现的下落的砂粒并非砂粒本身的形状，而是成了一条条模糊的径迹，砂粒的疏密分布也不均匀．若近似认为砂粒从出口下落的初速度为0.忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，以下推断正确的是()

A．出口下方9cm处的径迹长度约是1cm处的9倍

B．出口下方9cm处的径迹长度约是1cm处的3倍

C.出口下方0～3cm范围内砂粒数约为3～6cm范围砂粒数的(2＋1)倍

D．出口下方0～3cm范围内砂粒数约与3～12cm范围砂粒数相等

3.如图所示，甲、乙、丙三个实心小铁球，用细线悬挂在水平横杆上，其中甲、乙两球离地高度均为2h，丙球离地高度为h，现同时剪断甲、乙两球上方的细线，空气阻力不计，乙、丙间细线为非弹性轻质细线，则()

A．乙球比甲球先落地

B．乙球落地时的速度大小是丙球的2倍

C．乙球在空中运动的时间是丙球的2倍

D．乙、丙球之间的细线对两球有拉力

思维提升

应用自由落体运动规律解题时的两点注意

(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，可利用比例关系及推论等规律解题．

①从开始下落，连续相等时间内下落的高度之比为1∶3∶5∶7∶….

②Δv＝gΔt.相等时间内，速度变化量相同．

③连续相等时间T内下落的高度之差Δh＝gT2.

(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，等效于竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题．

考点二竖直上抛运动

●———【必备知识·自主落实】———●

1．运动特点：初速度方向竖直向上，加速度为g，上升阶段做匀减速运动，下降阶段做________运动．

2．基本规律

(1)速度与时间的关系式：v＝____________；

(2)位移与时间的关系式：x＝____________．

●———【关键能力·思维进阶】———●

竖直上抛运动的重要特性和处理方法

(1)对称性

①上升阶段与下降阶段通过同一段竖直距离所用的时间相等

②上升阶段与下降阶段经过同一位置时的速度大小相等，方向相反

③上升阶段与下降阶段经过同一位置时的动能和重力势能均相同

(2)处理方法

分段法

上升阶段：a＝g的匀减速直线运动

下降阶段：自由落体运动

全程法

初速度v0向上，加速度g向下的匀变速直线运动，v＝v0－gt，h＝v0t－12gt2(以竖直向上为正方向

若v0，物体上升，若v0，物体下落

若h0，物体在抛出点上方，若h0，物体在抛出点下方

例1(多选)[2024·北京首都师范大学附属中学测试]如图所示，在距离地面15m高的位置以10m/s的速度竖直向上抛出一小球，小球最后落至地面．规定竖直向上为正方向，取g＝10m/s2.下列说法正确的是()

A．若以抛出点为坐标原点，则小球在最高点的坐标为5m

B．从最高点到落地点，小球的位移为－20m

C．从抛出点到落地点，小球的平均速度为5m/s

D．从抛出点到落地点，小球的速度变化量为－30m/s

考点三匀变速直线运动中的多物体和多过程问题

●———【关键能力·思维进阶】———●

1．多物体问题

研究多物体在空间上重复同样的运动时，可利用一个物体的运动取代多物体的运动，照片中的多个物体认为是一个物体在不同时刻所处的位置，如水龙头滴水、直升机定点空降、小球在斜面上每隔一定时间间隔连续释放等，均可把多物体问题转化为单物体问题求解．

2．多过程问题

(1)基本思路

如果一个物体的运动包含几个阶段，