第1章　第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 课件---2027高考一轮总复习物理

这是一份第1章　第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题 课件---2027高考一轮总复习物理，共64页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点三，提能训练练案3，考点一自由落体运动，匀加速直线，答案B，答案C，考点二竖直上抛运动，自由落体等内容，欢迎下载使用。
第3讲　自由落体运动和竖直上抛运动　多过程问题
1．定义：物体只在_______作用下从_______开始下落的运动。2．运动性质：初速度v0＝0、加速度为重力加速度g的____________运动。3．基本规律
5．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故初速度为零的匀加速直线运动的规律、比例关系都适用。
易 错 辨 析1．物体从高处下落就是自由落体运动。(　　)2．同一地点，轻重不同的物体的g值一样大。(　　)3．做自由落体运动的物体在1 s内速度增加约9.8 m/s。(　　)4．不计空气阻力，物体从某高度由静止下落，任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差恒定。(　　)
[答案]　(1)20 m/s　15 m　(2)4.05 m　(3)两鸡蛋之间的距离均匀增大
(2)由题意知，窗口的高度为h3＝2 m设高楼面离窗的上边框的高度为h0，鸡蛋从高楼面运动到窗的上边框的时间为t0，
(3)未落地前，设第二个鸡蛋运动了时间T，则第一个鸡蛋运动了T＋ΔT
[规律方法]　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。
　(2026·江苏高邮市质检)科技馆中的一个展品如图所示，在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头，在一种特殊的间歇闪光灯的照射下，若调节间歇闪光灯间隔时间正好与水滴从A下落到B的时间相同，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，对出现的这种现象，下列描述正确的是(g取10 m/s2)(　　)
[规律方法]　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。
　 一根长为2 m的木棒，上端悬挂在天花板上的O点，如图所示，木棒的正下方距棒的下端2 m处固定着一个高为1 m的中空圆筒，木棒被释放后自由落下，取重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
1．定义：只受_______作用，初速度方向竖直向_____的运动。2．运动特点：初速度方向竖直向上，加速度为g，上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做___________运动。3．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：h＝___________。(3)速度与位移的关系式：___________________。(4)上升的最大高度：H＝______。(5)上升到最高点所用时间：t＝________。
4．竖直上抛运动的对称性如图所示，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，则：(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tBC＝tCB。(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。
易 错 辨 析1．物体做竖直上抛运动，速度为负值时，位移也一定为负值。(　　)2．竖直上抛运动是匀变速直线运动。(　　)
4．做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度变化量方向是竖直向下的。(　　)
　(多选)(2026·重庆沙坪坝联考)为研究抛体运动的规律，小池同学将一个物体从某位置以v0＝10 m/s的初速度竖直向上抛出，设抛出瞬间为t＝0时刻(不计空气阻力，g取10 m/s2)，则下列说法正确的是(　　)A．t＝1 s时物体恰好到达最高点B．从t＝0到t＝2 s，物体经过的路程为20 mC．物体运动到与出发点相距5 m时对应的时刻可能是t＝3 sD．物体在第一个0.5 s内与第三个0.5 s内的位移大小之比为3∶1[答案]　AD
[规律方法]　1.竖直上抛运动的两种研究方法
2．竖直上抛运动的多解性：当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，形成多解，在解决问题时要注意这个特性。
跟 踪 训 练1．小朋友玩耍时将一个弹性小球以一定速度竖直向上抛出，抛出点距地面高度为1 m，小球向上运动的时间与其由最高点下落到地面的时间之比为2∶3，设竖直向上为正方向，空气阻力可忽略，重力加速度g取10 m/s2，则(　　)A．小球落地时的速度大小为4 m/sB．小球由抛出到落地的平均速度为1 m/sC．小球经过0.2 s到达最高点D．小球由抛出到落地的时间为1 s[答案]　D
考点三　多阶段匀变速运动问题
1．多阶段问题解题关键多运动过程的连接点的速度是联系两个运动过程的纽带，因此，对连接点速度的求解往往是解题的关键。2．匀变速直线运动多过程中的0－v－0模型(1)题型特征：物体的初速度为0，先匀加速到v，再匀减速到末速度为0。
　某高速公路收费站出入口安装了电子不停车收费系统(ETC)。甲、乙两辆汽车分别通过人工收费通道和ETC通道驶离高速公路，流程如图。假设减速带离收费岛口距离x＝60 m，收费岛总长度d＝40 m，两辆汽车同时以相同的速度v1＝72 km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t0＝20 s的时间缴费成功，同时人工栏杆打开放行；乙车减速至v0＝18 km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行。已知两车在栏杆打开放行时立即做匀加速直线运动，且加速和减速过程中的加速度大小相等。求：
(1)甲车从开始减速到离开收费岛共用多长时间；(2)乙车比甲车早离开收费岛多长时间。
[规律方法]　匀变速直线运动多过程的解题步骤1．准确选取研究对象，根据题意画出物体在各阶段运动的示意图，直观呈现物体运动的全过程。2．明确物体在各阶段的运动性质，找出题目给定的已知量、待求未知量，设出中间量。3．合理选择运动学公式，列出物体在各阶段的运动方程及物体各阶段间的关联方程。
跟 踪 训 练2．(2025·安徽卷·4题)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，先做加速度大小为a的匀加速运动，位移大小为x；接着在t时间内做匀速运动；最后做加速度大小也为a的匀减速运动，到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为8x，则(　　)
基础巩固练1．(2024·广西卷·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(　　)A．v1＝5 m/s B．v1＝10 m/sC．v2＝15 m/s D．v2＝30 m/s[答案]　B
[解析]　重物所受空气阻力可忽略，重物自由下落后均做自由落体运动，加速度与其质量无关，则P1、P2下落1 s后的速度v1＝v2＝gt＝10 m/s2×1 s＝10 m/s，故B正确，A、C、D错误。
2．2024年12月，我国运动员全红婵获得国际泳联多哈世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，全红婵在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为(　　)A．0.2 s B．0.4 sC．1.0 s D．1.4 s[答案]　B
3．(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(　　)A．v0＝5 m/s B．v0＝10 m/sC．v0＝15 m/s D．v0＝20 m/s[答案]　C
4．(2026·江苏苏州市调研)以8 m/s的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树顶端的时间间隔为0.8 s，g取10 m/s2，不计空气阻力，则小树高约为(　　)A．0.8 m B．1.6 mC．2.4 m D．3.2 m[答案]　C
5．宇航员在某星球上做自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的物体从足够高的高度自由下落，测得物体在第5 s内的位移是18 m，则(　　)A．物体在2 s末的速度是20 m/sB．物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/sC．物体自由下落的加速度是5 m/s2D．物体在前5 s内的位移是50 m[答案]　D
6．(2024·海南卷·5题)商场自动感应门如图所示，人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移，经4 s恰好完全打开，两扇门移动距离均为2 m，若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动，完全打开时速度恰好为0，则加速度的大小为(　　)A．1.25 m/s2 B．1 m/s2C．0.5 m/s2 D．0.25 m/s2[答案]　C
7．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.7 s，刹车的加速度大小为5 m/s2，则该ETC通道的长度约为(　　)A．4.2 m B．6.0 m C．7.8 m D．9.6 m
能力提升练8．(2026·江西宜春市丰城中学月考)打弹弓是一款传统游戏，射弹花样繁多，燕子钻天是游戏的一种，如图所示，一表演者将弹丸竖直向上射出后，弹丸上升过程中在最初1 s内上升的高度与最后1 s内上升的高度之比为9∶1，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则弹丸在上升过程中最初1 s内中间时刻的速度大小和上升的最大高度分别为(　　)A．45 m/s　125 m B．45 m/s　75 mC．36 m/s　125 m D．36 m/s　75 m
9．2025年10月1日是中华人民共和国成立76周年国庆节，每逢重大节日人们都喜欢燃放烟花庆祝。我国宋代就已经出现冲天炮这种烟花(如图)，也叫“起火”。若冲天炮从地面由静止发射，竖直向上做加速度大小为5 m/s2的匀加速直线运动，第4 s末脱落一可视为质点的碎片，不计碎片受到的空气阻力，g＝10 m/s2。则(　　)A．碎片脱落时的速度为40 m/sB．碎片脱落时离地面高度40 mC．碎片离地面的最大高度为80 m
10．(2026·重庆沙坪坝期中)2025年9月3日，天安门广场举行了举世瞩目的盛大阅兵。某参阅车队车辆由静止启动先做匀加速直线运动，后匀速通过终点，该过程中车辆仪表盘显示的最大车速为平均车速的k倍。则该过程中匀速行驶的路程与总路程的比值为(　　)
11．在游乐场中有一种大型游戏项目“垂直极限”，如图所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿竖直轨道(可视为光滑轨道)提升到离地面一定高度处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动，下落2 s后座椅受到压缩空气提供的恒定阻力作用而立即做匀减速运动，再经历4 s座椅速度恰好减为零，关于座椅的运动情况，下列说法正确的是(　　)
12．(2024·全国甲卷·11题)为抢救病人，一辆救护车紧急出发，鸣着笛沿水平直路从t＝0时由静止开始做匀加速运动，加速度大小a＝2 m/s2，在t1＝10 s时停止加速开始做匀速运动，之后某时刻救护车停止鸣笛，t2＝41 s时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速v0＝340 m/s，求：(1)救护车匀速运动时的速度大小；(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。[答案]　(1)20 m/s　(2)680 m
[解析]　(1)根据匀变速运动速度公式v＝at1可得救护车匀速运动时的速度大小v＝2×10 m/s＝20 m/s。
停止鸣笛时救护车距出发处的距离x＝x1＋(t3－t1)×v代入数据联立解得x＝680 m。