20xx粵教版高中物理必修2第一章第三節(jié)豎直方向的拋體運動(參考版)
2024-12-12 11:08本頁面
【正文】 答案： 情景一： 初速度 重力 豎直上拋 情景二： 時 刻 0S 1S 末 2S 末 3S 末 4S 末 5S 末 6S 末 高度（ m） 0 25 40 45 40 25 0 速度（ m/s） 30 20 10 0 10 20 30 速度方向 向上 向上 向上 最高 向下 向下 向下 勻減速 自由落體 相等 相反 相同 逆 勻速直線 自由落體 重點歸納 1． 定義 把物體以一定的初速度 v0沿著豎直方向向上拋出，僅在重力作用下物體所做的運動叫做豎直上拋運動 . 2． 條件 （ 1）初速度豎直向上 . （ 2）只受重力作 用 3． 豎直上拋運動的性質(zhì) 初速度 v0≠0、加速度 a=－ g 的勻變速直線運動（通常規(guī)定初速度 v0的方向為正方向） 4． 豎直上拋運動的特殊規(guī)律 (對稱性 ) (1)時間對稱． ① 物體上升到最大高度所用的時間跟物體從最高點下落到拋出點所用時間相等，即 t1＝ t2. ② 上升階段中從任一點上升到最大高度所用的時間跟物體從最高點落回這一點的時間相等，即 t 上 ＝ t 下． (2)速度對稱． ① 物體上升時通過任一點的速度跟下落時通過這一點的速度大小相等、方向相反，即 v上 ＝－ v 下． ② 物體落回拋出點時的速度與拋出時的初速度大小相等、方向相反，即 vt＝－ v0. 5．研究方法 研究豎直上拋運動可采用以下三種方法： (1)分段分析法：將豎直上拋運動分為上升過程和下降過程． ① 上升過程：做勻減速直線運動．取向上 為正方向，則速度和位移公式分別是 vt＝ v0－gt， s＝ v0t－ 12gt2. ② 下降過程：做自由落體運動．取向下為正方向，則速度和位移公式分別是 vt＝ gt， s＝ 12gt2. (2)整體分析法：將全過程看成是初速度為 v0、加速度是－ g 的勻變速直線運動． (取向上為正方向 ) 公式： vt＝ v0－ gt， s＝ v0t－ 12gt2. 注意事項： ① s 為正，表示質(zhì)點在拋出點的上方； s 為負(fù)，表示質(zhì)點在拋出點的下方． ② v 為正，表示質(zhì)點向上運動； v 為負(fù)，表示質(zhì)點向下 運動． ③ 由同－ s 求出的 t、 vt可能有兩個解，要注意分清其意義． (3)圖象分析法：畫出物體做豎直上拋運動的 v－ t 圖象 (如圖 1－ 3－ 4)， 圖 1－ 3－ 4 根據(jù)圖象進(jìn)行分析． (設(shè)初速度方向為正方向 ) ① tan θ＝－ g； ② t0 ＝ v0g； ③ t＝ 2t0時， s＝ 0； ④ 面積表示位移． [例 2] 氣球上系一重物，以 4 m/s 的速度自地面勻速上升，當(dāng)上升到離地面高度 h＝ 9 m處時，繩子突然斷了，試求： (1)從這時起，物體經(jīng)過多長時 間落到地面； (2)重物落地時的速度多大？ (不計空氣阻力， g 取 10 m/s2) 解：物體在繩子斷之前與氣球一起運動，它的速度 v0＝ 4 m/，由于慣性將繼續(xù)向上運動，又由于不計空氣阻力，物體僅受重力作用，故做豎直上拋運動． 方法一：分階段分析． 圖 1－ 3－ 5 (1)如圖 1－ 3－ 5 所示． 上升階段：上升的時間 t1＝ v0g ＝ 410 s＝ s 上升高度 h′＝ v202g＝42210 m＝ m 下降階段：下降總高度為 H＝ h＋ h′＝ 9 m＋ m＝ m 下降階段做自由落體運動，由 H＝ 12gt22 得 t2＝ 2Hg ＝ 2 s＝ s 所需要的總時間 t＝ t1＋ t2＝ (＋ ) s＝ s. (2)由 v2t－ v2＝ 2gH 得 vt＝ 2gH＝ 210 m/s＝ 14 m/s，方向向下． 方法二：整體分析． (1)取向上為正，物體脫離氣球做勻變速直線運動，如圖 1－ 3－ 5 所示，以 A 為參考點． 物體整個過程運動的位移 H＝－ h＝－ 9 m 且 H＝ v0t－ 12gt2 代入數(shù)據(jù)得－ 9＝ 4t－ 1210t2 解得 t1＝－ 1 s(舍去 )， t2＝ s. (2)由 v2t－ v20＝ 2as 得 v2t－ v20＝－ 2gH 代入數(shù)據(jù)得 v2t－ (4 m/s)2＝－ 210 m/s2( － 9 m) 解得 vt＝ 177。物體上升和下落過程中具有對稱性， 通過同一點的速度 大小 、方向 ；上升時間和下降時間 ，同一段位移用時也相同；上升為勻減速到零的過程，下降為自由落體運動回到拋出點，上升可看作下落的 過程。 情景二： 豎直上拋一物體，初速度為 30m/s，取向上的方向為正方向， g=10m/s2，請把正確的數(shù)豎直上拋 據(jù)填入下面表格中。 德約科維奇 把網(wǎng)球向空中拋出，進(jìn)行發(fā)球。 答案： C 觸類旁通 1. 在 高的樓頂同時下拋物塊和靜止釋放小球，物塊豎直下扔的速度是 。 D．可看作是自由落體運動和豎直向下勻速直線運動的合運動。 甲 乙 圖 131 v0 v t 圖 132 B．除受重力作用外，還受到下拋力的作用。 4． 豎直下拋運動的 vt 圖像 如圖 132所示， v0為拋出時的初速度，斜率為重力加速度 g，直線與坐標(biāo)軸所圍面積為物體下拋位移大小。因為初速度方向也豎直向下，所以豎直下拋運動是勻加速直線運動。 答案： （ 1） 初速度 豎直向下
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