2022年高考物理知識要點(diǎn)總結(jié) 自由落體運(yùn)動 豎直上拋運(yùn)動教案落體運(yùn)動和拋體運(yùn)動是存在于自然界很普遍的一種運(yùn)動形式。自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動是在各條件嚴(yán)格約束下理想化的運(yùn)動。下落的雨滴、飛落的樹葉沒有兩個(gè)雨滴和兩片樹葉的運(yùn)動情況是完全相同的，這是因?yàn)樗鼈冊谙侣涞倪^程中受到周圍空氣擾動的結(jié)果，但是，下落的雨滴、飛落的樹葉本質(zhì)上具有相同的共性。把各次要的因素去掉抽象出本質(zhì)的東西，這就是科學(xué)。記得一位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者曾經(jīng)說過“只有從實(shí)際抽象出來的才是科學(xué)的，只有科學(xué)的才是最聯(lián)系實(shí)際的”。 掌握內(nèi)容： 第一要認(rèn)識什么是自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動。因?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動都屬于勻變速直線運(yùn)動，因此，第二要掌握自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律，并能把勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律遷移到解決自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動的問題中。知識要點(diǎn)：一、自由落體運(yùn)動。 1、什么是自由落體運(yùn)動。 任何一個(gè)物體在重力作用下下落時(shí)都會受到空氣阻力的作用，從而使運(yùn)動情況變的復(fù)雜。若想辦法排除空氣阻力的影響（如：改變物體形狀和大小，也可以把下落的物體置于真空的環(huán)境之中），讓物體下落時(shí)之受重力的作用，那么物體的下落運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動。 物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。 2、自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)。從自由落體運(yùn)動的定義出發(fā)，顯然自由落體運(yùn)動是初速度為零的直線運(yùn)動；因?yàn)橄侣湮矬w只受重力的作用，而對于每一個(gè)物體它所受的重力在地面附近是恒定不變的，因此它在下落過程中的加速度也是保持恒定的。而且，對不同的物體在同一個(gè)地點(diǎn)下落時(shí)的加速度也是相同的。關(guān)于這一點(diǎn)各種實(shí)驗(yàn)都可以證明，如課本上介紹的“牛頓管實(shí)驗(yàn)”以及同學(xué)們會做的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)等。綜上所述，自由落體運(yùn)動是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動。二、自由落體加速度。1、在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動中加速度都相同。這個(gè)加速度叫自由落體加速度。因?yàn)檫@個(gè)加速度是在重力作用下產(chǎn)生的，所以自由落體加速度也叫做重力加速度。通常不用“a”表示，而用符號“g”來表示自由落體加速度。2、重力加速度的大小和方向。同學(xué)們可以參看課本或其他讀物就會發(fā)現(xiàn)在不同的地點(diǎn)自由落體加速度一般是不一樣的。如：廣州的自由落體加速度是9.788m/s2，杭州是9.793m/s2，上海是9.794m/s2，華盛頓是9.801m/s2，北京是9.80122m/s2，巴黎是9.809m/s2，莫斯科是9.816m/s2。即使在同一位置在不同的高度加速度的值也是不一樣的。如在北京海拔4km時(shí)自由落體加速度是9.789m/s2，海拔8km時(shí)是9.777m/s2，海拔12km時(shí)是9.765m/s2，海拔16km時(shí)是9.752m/s2，海拔20km時(shí)是9.740m/s2。盡管在地球上不同的地點(diǎn)和不同的高度自由落體加速度的值一般都不相同，但從以上數(shù)據(jù)不難看出在精度要求不高的情況下可以近似地認(rèn)為在地面附近（不管什么地點(diǎn)和有限的高度內(nèi)）的自由落體加速度的值為：g = 9.765m/s2。在粗略的計(jì)算中有時(shí)也可以認(rèn)為重力加速度g = 10m/s2。重力加速度的方向總是豎直向下的。三、自由落體運(yùn)動的規(guī)律。既然自由落體運(yùn)動是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動。那么，勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律在自由落體運(yùn)動中都是適用的。勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律可以用以下四個(gè)公式來概括： （1） （2） （3） （4）對于自由落體運(yùn)動來說：初速度v0 = 0，加速度a = g。因?yàn)槁潴w運(yùn)動都在豎直方向運(yùn)動，所以物體的位移S改做高度h表示。那么，自由落體運(yùn)動的規(guī)律就可以用以下四個(gè)公式概括： （5） （6） （7） （8）四、豎直下拋運(yùn)動。 1、物體只在重力作用下，初速度豎直向下的拋體運(yùn)動叫豎直下拋運(yùn)動。一切拋體運(yùn)動并不是指拋的過程，而是指被拋的物體出手以后的運(yùn)動。因此，一切拋體運(yùn)動都是只在重力作用下的運(yùn)動。不同的拋體運(yùn)動（如：平拋運(yùn)動、斜拋運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動以及下面將要講到的豎直上拋運(yùn)動）的區(qū)別僅在于初速度的方向。初速度沿水平方向的是平拋運(yùn)動，初速度向下的是豎直下拋運(yùn)動。2、既然一切拋體運(yùn)動都是在恒定重力作用下的運(yùn)動，那么它也就具有恒定的加速度，屬于勻變速運(yùn)動。因?yàn)橹亓Φ姆较蚴窍蛳碌?，加速度的方向也是向下的，對于豎直下拋運(yùn)動加速度的方向與物體初速度的方向相同。所以，豎直下拋運(yùn)動是沿豎直方向的勻加速直線運(yùn)動。且加速度為g（= 9.8m/s2）。3、豎直下拋運(yùn)動的規(guī)律：將豎直下拋運(yùn)動與自由落體運(yùn)動相比，區(qū)別之處僅在于豎直下拋運(yùn)動有初速度（v0）。既然自由落體運(yùn)動滿足以下規(guī)律： 那么，豎直下拋運(yùn)動所遵循的規(guī)律應(yīng)是： （9） （10） （11） （12）五、豎直上拋運(yùn)動。1、結(jié)合上面我們對豎直下拋運(yùn)動的分析和研究，不難想象豎直上拋運(yùn)動可以表述為：物體只在重力作用下，初速度豎直向上的拋體運(yùn)動叫豎直上拋運(yùn)動。自然它也是勻變速直線運(yùn)動。這里應(yīng)該提醒大家的是豎直上拋運(yùn)動的加速度與豎直下拋運(yùn)動的加速度（包括大小和方向）是一樣的，是同一個(gè)加速度。由于初速度的方向向上，因此人們常說豎直上拋運(yùn)動的加速度與運(yùn)動的初速度是相反的（不是因?yàn)榧铀俣确聪颍浅跛俣鹊姆较虬l(fā)生了改變而引起的）。那么，豎直上拋運(yùn)動是沿豎直方向的勻減速直線運(yùn)動。它的加速度加速度為g（= 9.8m/s2）。2、豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律。選定豎直向上的初速度方向?yàn)檎较?，那么，加速度g的方向應(yīng)為負(fù)?？紤]到重力加速度g是一個(gè)特定的加速度不宜將g寫做9.8m/s2，應(yīng)在公式中符號“g”的前面加一個(gè)負(fù)號。規(guī)律如下： （13） （14） （15） （16）例：現(xiàn)將一個(gè)物體以30m/s的速度豎直上拋，若重力加速度取g = 10m/s2，試求1秒末，2秒末，3秒末，4秒末，5秒末，6秒末，7秒末物體的速度和所在的高度。解這個(gè)題目直接套公式就可以了，如求速度用式13來求。因?yàn)?將v0=30m/s，g = 10m/s2及t分別等于1，2，3，4，5，6，7代入公式就可得出需要的速度結(jié)果。求高度用式14來求。因?yàn)?將v0=30m/s，g = 10m/s2及t分別等于1，2，3，4，5，6，7代入公式就可得出需要的高度結(jié)果。現(xiàn)將結(jié)果例入下表：每個(gè)時(shí)刻的速度：符 號vtv0v1v2v3v4v5v6v7速度（m/s）302010010203040每段時(shí)間的位移：符 號hth0h1h2h3h4h5h6h7高度（m）02540454025035小結(jié)： 結(jié)合兩個(gè)表的數(shù)值可以看出：vt = 0時(shí)，上拋的物體在最高點(diǎn)（45m）。 vt 物體向上運(yùn)動；vt 物體向下運(yùn)動。 ht = 0時(shí)物體返回拋出點(diǎn)。 ht 說明物體在拋出點(diǎn)以上，ht 說明物體在拋出點(diǎn)以下。豎直上拋運(yùn)動的幾個(gè)特點(diǎn)：（1）物體上升到最大高度時(shí)的特點(diǎn)是vt = 0。由（15）式可知，物體上升的最大高度H滿足： （2）上升到最大高度所需要的時(shí)間滿足： 。（3）物體返回拋出點(diǎn)時(shí)的特點(diǎn)是h = 0。該物體返回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間可由（14）式求得： （4）將這個(gè)結(jié)論代入（13）式，可得物體返回拋出點(diǎn)時(shí)的速度：這說明物體由拋出到返回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間是上升段（或下降段）所用時(shí)間的二倍。也說明上升段與下降段所用的時(shí)間相等。返回拋出點(diǎn)時(shí)的速度與出速度大小相等方向相反。（5）從前面兩個(gè)表對比可以看出豎直上拋的物體在通過同一位置時(shí)不管是上升還是下降物體的速率是相等的。（6）豎直上拋運(yùn)動由減速上升段和加速下降段組成，但由于豎直上拋運(yùn)動的全過程中加速度的大小和方向均保持不變，所以豎直上拋運(yùn)動的全過程可以看作是勻減速直線運(yùn)動。