直線運動復習學案
§1.5 勻變速直線運動的特例
【學習目標】
1、掌握自由落體和豎直上拋運動運動的規(guī)律
2、能熟練應用其規(guī)律解題
【自主學習】
一.自由落體運動:
1、定義:
2、運動性質:初速度為 加速度為 的 運動。
3、運動規(guī)律:由于其初速度為零,公式可簡化為
vt= h = vt2 =2gh
二.豎直上拋運動:
1、定義:
2、運動性質:初速度為v0,加速度為 -g的 運動。
3、處理方法:
⑴ 將豎直上拋運動全過程分為上升和下降兩個階段處理。
上升階段為初速度為v0,加速度為 -g的 運動,下降階段為 。要注意兩個階段運動的對稱性。
⑵ 將豎直上拋運動全過程視為 的運動
4、兩個推論: ①上升的最大高度
②上升最大高度所需的時間
5、特殊規(guī)律:由于下落過程是上升過程的逆過程,所以物體在通過同一段高度位置時,上升速度與下落速度大小 ,物體在通過同一段高度過程中,上升時間與下落時間 。
【典型例題】
例1、一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起,舉雙臂直體離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的中點,躍起后重心升高0.45m達到最高點,落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計)從離開跳臺到手觸水面,他可用于完成空中動作的時間是______s。(計算時,可以把運動員看作全部質量集中在重心的一個質點,g取10m/s2,結果保留二位數)
分析:⑴審題(寫出或標明你認為的關鍵詞)
⑵分析過程,合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點
解題過程:
注意:構建物理模型時,要重視理想化方法的應用,要養(yǎng)成畫示意圖的習慣。
例2、調節(jié)水龍頭,讓水一滴滴流出,在下方放一盤子,調節(jié)盤子高度,使一滴水滴碰到盤子時,恰有另一滴水滴開始下落,而空中還有一滴正在下落中的水滴,測出水龍頭到盤子的距離為h,從第一滴開始下落時計時,到第n滴水滴落在盤子中,共用去時間t,則此時第(n+1)滴水滴與盤子的距離為多少?當地的重力加速度為多少?
分析:⑴審題(寫出或標明你認為的關鍵詞)
⑵分析過程,合理分段,畫出示意圖,并找出各段之間的連接點
解題過程:
針對訓練
1、豎直上拋一物體,初速度為30m/s,求:上升的最大高度;上升段時間,物體在2s末、4s末、6s末的高度及速度。(g=10m/s2)
2、A球由塔頂自由落下,當落下am時,B球自距塔頂bm處開始自由落下,兩球恰好同時落地,求塔高。
3、氣球以4m/s的速度勻速豎直上升,氣體下面掛一重物。在上升到12m高處系重物的繩子斷了,從這時刻算起,重物落到地面的時間
4、某人站在高層樓房的陽臺外用20m/s的速度豎直向上拋出一個石塊,則石塊運動到離拋出點15m處所經歷的時間是多少?(不計空氣阻力,取g=10m/s2)
【能力訓練】
1、關于豎直上拋運動,下列說法正確的是( )
A 上升過程是減速過程,加速度越越。幌陆颠^程是加速運動,加速度越越大
B 上升時加速度小于下降時加速度
C 在最高點速度為零,加速度也為零
D 無論在上升過程、下落過程、最高點,物體的加速度都為g
2、將物體豎直向上拋出后,在下圖中能正確表示其速率v隨時間t的變化關系的圖線是( )
3、物體做豎直上拋運動后又落回原出發(fā)點的過程中,下列說法正確的是( )
A、上升過程中,加速度方向向上,速度方向向上
B、下落過程中,加速度方向向下,速度方向向下
C、在最高點,加速度大小為零,速度大小為零
D、到最高點后,加速度方向不變,速度方向改變
4、從高處釋放一粒小石子,經過0.5s,從同一地點再釋放一粒小石子,在兩石子落地前,它們之間的距離( )
A.保持不變 B.不斷減小
C.不斷增大 D.根據兩石子的質量的大小決定
5、某同學身高1.8m,在運動會上他參加跳高比賽,起跳后身體橫著越過了1.8m高度的橫桿.據此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為(g取10m/s2)( )
A.2m/s B.4m/s
C.6m/s D.8m/s
6、以初速度40m/s豎直上拋一物體,經過多長時間它恰好位于拋出點上方60m處(不計空氣阻力,g取10m/s2)?
7、一個物體從H高處自由落下,經過最后196m所用的時間是4s,求物體下落H高度所用的總時間T和高度H是多少?取g=9.8m/s2,空氣阻力不計.
8、氣球下掛一重物,以v0=10m/s勻速上升,當到達離地高h=175m處時,懸掛重物的繩子突然斷裂,那么重物經多少時間落到地面?落地的速度多大?空氣阻力不計,取g=10m/s2.
9、一根矩形桿的長1.45m,從某一高處作自由落體運動,在下落過程中矩形桿通過一個2m高的窗口用時0.3s.則矩形桿的下端的初始位置到窗臺的高度差為多少?(g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形桿的長)
10.氣球以10m/s的速度勻速上升,在離地面75m高處從氣球上掉落一個物體,結果氣球便以加速度α=0.1m/s2向上做勻加速直線運動,不計物體在下落過程中受到的空氣阻力,問物體落到地面時氣球離地的高度為多少?g=10m/s2.
【學后反思】 ____________________________________________________________________
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參考答案
例1:解:上升階段,由公式h1 = 可得 =0.03s
下降階段,由題意知h2=10m+0.45m=10.45m
由公式h2 = 可得 =1.45s
t=t1+t2=1.48s
例2:解題過程:(1)設每兩滴水之間的時間間隔為t0
∵
∴ ∴
又∵ ∴ ∴
針對練習1、解:(1)
(2) ∴ 6s時已落地
2、解:對A球
對B球: ∴
∴
3、解:選向上為正方向,
∴t=2s
4、第一種情況:在上升階段,設向上為正:
由 15=20t-5t2 ∴t=1s
第二種情況,在下落階段,在拋出點上方。
由 ∴ t=3s
第三種情況,在下落階段,在拋出點下方。
由 -15=20t-5t2 ∴
能力訓練:
1、D 2、D 3、BD 4、C 5、B
6、解:設向上為正,
由公式 60=40t-5t2 ∴t1=2s t2=6s
7、總時間T和高度H是多少?取g=9.8m/s2,空氣阻力不計.
解:設向上為正,
由公式 v0=29.4m/s
∴t=29.4/9.8=3s ∴T=3+4=7s
8、解:設向上為正方向,
由公式 ∴
由公式 ∴ 方向向下
9、解:設向上為正,桿頭到窗口時速度為
由公式 v0=10m/s
由公式 得 h=5m
10、解:設向上為正,
由公式 t=5s
由公式 h=51.25m
∴ H=75+51.25=126.25m
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