2026高考一轮总复习 物理课件_第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动_含解析

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1. 定义：只受 作用，由静止开始（v0＝0），加速度为 ⁠的匀加速直线运动。
2. 自由落体运动规律
（1）速度公式：v＝ ⁠。
（2）位移公式：h＝ ⁠。
（3）速度与位移关系式：v2＝ ⁠。
1. 定义：只受 作用， 的运动。
2. 竖直上抛运动规律
（1）速度公式：v＝ ⁠。
1. 物体由某高度从静止下落一定做自由落体运动。（　×　）
2. 质量大的物体自由落体时的加速度大。（　×　）
3. 从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动。（　×　）
4. 做竖直上抛运动的物体，上升到最高点时速度为零而加速度不为零。（　√　）
5. 做竖直上抛运动的物体，在上升阶段速度变化量的方向是向下的。（　√　）
1. （2024·广西高考3题）让质量为1 kg的石块P1从足够高处自由下落，P1在下落的第1 s末速度大小为v1，再将P1和质量为2 kg的石块绑为一个整体P2，使P2从原高度自由下落，P2在下落的第1 s末速度大小为v2，g取10 m/s2，则（　　）
解析： 　石块做自由落体运动，由于自由落体运动的加速度与质量无关，则下落1 s后速度为v1＝v2＝gt＝10 m/s2×1 s＝10 m/s，故选B。
2. （人教版必修第一册·第二章第4节“练习与应用”T4改编）有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5 m的高度下落，每块砖的平均厚度为6 cm，请估算这架照相机的曝光时间（　　）
3. （人教版必修第一册·第二章第4节“练习与应用”T6改编）同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为x，则乙同学的反应时间为 （重力加速度为g）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～0.4 s，则所用直尺的长度至少为 cm（g取10 m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是 的（选填“相等”或“不相等”）。
　重力加速度与在地球上的位置及距地面的高度有关，在地球表面上，重力加速度随纬度的增加而增大，在赤道处最小，在两极处最大，但差别很小。在地面上的同一地方，重力加速度随高度的增加而减小，在有限的高度内（即高度h与地球半径相比可忽略时），可认为其大小不变。在一般的计算中，取g＝9.8 m/s2或取g＝10 m/s2。
关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是（　　）
解析：地球上同一地点的重力加速度相等，与物体的质量无关，故A错误，C正确；在地球上两极的重力加速度大于赤道处的重力加速度，故B、D错误。
自由落体运动的规律及应用
〔多选〕从高度为125 m的塔顶先后自由释放a、b两球，自由释放这两个球的时间差为1 s，g取10 m/s2，不计空气阻力，以下判断正确的是（　　）
一根长为L的棒，上端悬挂在天花板上的O点，在棒的正下方，距棒的下端也为L处固定着一个高为H的圆筒，如图所示，棒被释放后做自由落体运动。求：
（1）棒的下端到达圆筒上端时棒的速度；
（2）棒通过圆筒所用的时间。（重力加速度为g）
考点二　竖直上抛运动的规律及应用
1. 竖直上抛的重要特性
（1）对称性：如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点。
①时间对称性：物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理有tAB＝tBA。
②速度对称性：物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等，方向相反。
（2）多解性：在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下落阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解，也可能造成路程多解。
2. 竖直上抛运动的两种研究方法
（1）分段法：将全过程分为两个阶段，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v0向上、加速度g向下的匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向，则v＞0时，物体正在上升；v＜0时，物体正在下降；h＞0时，物体在抛出点上方；h＜0时，物体在抛出点下方。
（2025·贵州黔东南模拟）小明的叔叔是杂技演员，小明平时也跟叔叔学了一些简单的杂技。如图所示为小明用一只手抛球、接球的示意图，他每隔0.5 s抛出一个小球，接到小球后便立即抛出。已知除抛、接球的短暂时间外，空中总共有4个小球，将小球的运动近似看成是竖直方向的运动，重力加速度大小取g＝10 m/s2。若高度从抛球点算起，则小球到达的最大高度是（　　）
〔多选〕从高为20 m的位置以20 m/s的初速度竖直上抛一物体，g取10 m/s2，当物体与抛出点距离为15 m时，所经历的时间可能是（　　）
把一物体从地面以某一初速度竖直上抛，在运动过程中的某一秒内所发生的位移大小是1 m，空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2。下列判断正确的是（　　）
中国选手王梓赛和严浪宇分别在2024年巴黎奥运会蹦床男子决赛中获得银牌和铜牌。为了测量运动员跃起的高度，可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力，并由计算机作出压力—时间图像，如图所示。运动员在空中运动时可视为质点，则根据压力—时间图像求得的运动员跃起的最大高度为（g取10 m/s2）（　　）
自由落体运动和竖直上抛运动的相遇问题
1. 同时运动相遇时的位移关系
2. 上升、下降过程中相遇问题
〔多选〕（2025·湖北鄂州检测）如图所示黄州青云塔始建于1574年，距今400多年。某物理研究小组测量出塔高为H，甲同学在塔顶让物体A自由落下，同时乙同学将物体B自塔底以初速度v0竖直上抛，且A、B两物体在同一直线上运动。下列说法正确的是（　　）
（2025·河南郑州模拟）如图所示，长度为0.55 m的圆筒竖直放在水平地面上，在圆筒正上方距其上端1.25 m处有一小球（可视为质点）。在由静止释放小球的同时，将圆筒竖直向上抛出，结果在圆筒落地前的瞬间，小球在圆筒内运动而没有落地，则圆筒上抛的速度大小可能为（空气阻力不计，取g＝10 m/s2）（　　）
1. （2025·吉林长春期末）将一个物体以v0竖直上抛，经过2 s到达正上方10 m处，忽略空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，则（　　）
2. （2025·河北承德期末）体育课上同学们在练习排球，某同学将排球竖直向上垫起后，经1.2 s排球又回到原出发点，g取10 m/s2，则排球被垫起后上升的最大高度为（不计空气阻力）（　　）
3. （2025·黑龙江大庆模拟）一个物体从离地某一高度处开始做自由落体运动，该物体第1 s内的位移恰为最后1 s内位移的二分之一，已知重力加速度大小g取10 m/s2，则它开始下落时距落地点的高度为（　　）
4. 如图所示为“探究自由落体运动规律”的实验过程中拍摄的频闪照片（照片中的数字是小球落下的距离，单位为cm），为了根据照片提供的数据测量当地的重力加速度，一定要记录的是（　　）
5. （2025·广东省部分名校大联考）气球上系一物体，以3 m/s的速度自地面匀速上升，当物体上升到离地面的高度h＝10.8 m处时，绳子突然断了，气球和物体均可视为质点，取重力加速度g＝10 m/s2，关于绳断后物体的运动情况，下列说法正确的是（　　）
6. （2025·河南驻马店期末）2024年巴黎奥运会跳水女子双人十米台比赛，全红婵和陈芋汐顺利拿下金牌。跳水运动员训练时从10 m跳台双脚朝下自由落下，某同学利用手机的连拍功能，连续拍摄了多张照片，从其中两张连续的照片中可知，运动员双脚距离水面的实际高度分别为5.0 m和4.0 m。由此估算手机连拍时间间隔最接近（　　）
7. （2025·哈尔滨市六校联考）高抛发球是网球发球的一种，是指运动员把网球竖直向上抛出，在网球下降过程中某时刻将网球击出。若某次竖直抛出的网球在上升的过程中，开始0.6 s内上升的高度与最后0.6 s内上升的高度之比为4∶1，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则网球（　　）
8. （2025·辽宁辽阳期末）如图所示，小球甲从距离地面高度为h1＝15 m处以速度v0＝10 m/s竖直向上抛出，同时小球乙从距离地面高度为h2＝20 m处开始自由下落，小球运动的过程中不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是（　　）
9. 如图所示，轻杆BC用细绳AB悬挂，杆与绳的全长AC为9.4 m，一同学在C点的正下方D点水平观察，CD距离为0.4 m。由静止释放细绳和轻杆，让其做自由落体运动，细绳下落的过程中始终保持竖直，取g＝10 m/s2。
（1）求经过多长时间这位同学看到绳的A点？
（2）若又已知细绳从他的眼前通过的时间为0.4 s，则轻杆的长度为多少？
10. 将小球A从地面以初速度vA＝40 m/s竖直向上抛出，经过一段时间Δt后，又以初速度vB＝30 m/s将小球B从同一点竖直向上抛出，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，为了使两个小球能在空中相遇，试分析Δt应满足的条件。
答案：2 s＜Δt＜8 s