第第3課時課時 自由落體與豎直上拋運動自由落體與豎直上拋運動【導(dǎo)學(xué)目標】【導(dǎo)學(xué)目標】 1.掌握自由落體的運動規(guī)律及其應(yīng)用掌握自由落體的運動規(guī)律及其應(yīng)用.2.掌握掌握豎直上拋運動的規(guī)律及其應(yīng)用豎直上拋運動的規(guī)律及其應(yīng)用勻加速直線運動勻加速直線運動 gt 2gs知識梳理知識梳理1概念：物體只在概念：物體只在_作用下，從作用下，從_開始下開始下落的運動叫自由落體運動落的運動叫自由落體運動2基本特征：只受重力，且初速度為零，加速度為基本特征：只受重力，且初速度為零，加速度為g的勻的勻加速直線運動加速直線運動重力重力 靜止靜止 思考思考：豎直上拋運動中，若計算得出的速度和位移的值為豎直上拋運動中，若計算得出的速度和位移的值為負值，則它們表示的意義是什么？負值，則它們表示的意義是什么？【答案】【答案】速度是負值表示物體正在下落，而位移是負值則速度是負值表示物體正在下落，而位移是負值則表示物體正在拋出點下方表示物體正在拋出點下方【考點解讀】【考點解讀】自由落體運動是初速度為零、加速度為自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運的勻加速直線運動，因此一切勻加速直線運動的公式均適用于自由落體運動，動，因此一切勻加速直線運動的公式均適用于自由落體運動，特別是初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系式，更是經(jīng)常特別是初速度為零的勻加速直線運動的比例關(guān)系式，更是經(jīng)常在自由落體運動中用到在自由落體運動中用到考點一自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用考點一自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用答案答案見解析見解析方法提煉方法提煉由本題的解答過程，可以體會到選取合適的物由本題的解答過程，可以體會到選取合適的物理過程作為研究對象是多么重要，運動學(xué)公式都對應(yīng)于某一運理過程作為研究對象是多么重要，運動學(xué)公式都對應(yīng)于某一運動過程，復(fù)雜的運動過程中選擇恰當(dāng)?shù)难芯窟^程是關(guān)鍵動過程，復(fù)雜的運動過程中選擇恰當(dāng)?shù)难芯窟^程是關(guān)鍵【考點解讀】【考點解讀】1豎直上拋運動的研究方法豎直上拋運動的研究方法(1)分段法：可以把豎直上拋運動分成上升階段的勻減速直分段法：可以把豎直上拋運動分成上升階段的勻減速直線運動和下降階段的自由落體運動處理，下降過程是上升過程線運動和下降階段的自由落體運動處理，下降過程是上升過程的逆過程的逆過程(2)整體法：從全過程來看，加速度方向始終與初速度的方整體法：從全過程來看，加速度方向始終與初速度的方向相反，所以也可把豎直上拋運動看成是一個勻變速直線運向相反，所以也可把豎直上拋運動看成是一個勻變速直線運動動考點二豎直上拋運動規(guī)律的應(yīng)用考點二豎直上拋運動規(guī)律的應(yīng)用2豎直上拋運動的對稱性豎直上拋運動的對稱性如圖如圖2所示，物體以初速度所示，物體以初速度v0豎直上拋，豎直上拋，A，B為為途中的任意兩點，途中的任意兩點，C為最高點，則為最高點，則(1)時間對稱性：物體上升過程中從時間對稱性：物體上升過程中從AC所用時所用時間間tAC和下降過程中從和下降過程中從CA所用時間所用時間tCA相等，同理相等，同理tABtBA(2)速度對稱性：物體上升過程經(jīng)過速度對稱性：物體上升過程經(jīng)過A點的速度與點的速度與下降過程經(jīng)過下降過程經(jīng)過A點的速度大小相等點的速度大小相等特別提醒特別提醒在豎直上拋運動中，當(dāng)物體經(jīng)過拋出點上方在豎直上拋運動中，當(dāng)物體經(jīng)過拋出點上方某一位置時，可能處于上升階段，也可能處于下降階段，因某一位置時，可能處于上升階段，也可能處于下降階段，因此這類問題可能造成時間多解或者速度多解此這類問題可能造成時間多解或者速度多解【典例剖析】【典例剖析】例例2某人站在高樓的平臺邊緣，以某人站在高樓的平臺邊緣，以20 m/s的初速度豎直的初速度豎直向上拋出一石子求：向上拋出一石子求：(1)物體上升的最大高度，回到拋出點所用的時間物體上升的最大高度，回到拋出點所用的時間(2)石子拋出后通過距拋出點下方石子拋出后通過距拋出點下方20 m處所需的時間不處所需的時間不考慮空氣阻力，取考慮空氣阻力，取g10 m/s2.方法提煉方法提煉對稱法在運動學(xué)中的應(yīng)用對稱法在運動學(xué)中的應(yīng)用對稱性是物理美的重要體現(xiàn)，在很多物理現(xiàn)象和物理過程對稱性是物理美的重要體現(xiàn)，在很多物理現(xiàn)象和物理過程中都存在對稱問題而利用對稱法解題也是一種科學(xué)的思維方中都存在對稱問題而利用對稱法解題也是一種科學(xué)的思維方法，應(yīng)用該法可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算和推導(dǎo)，直接抓住問題法，應(yīng)用該法可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算和推導(dǎo)，直接抓住問題的實質(zhì)，出奇制勝、快速簡潔地解答問題針對本題，豎直上的實質(zhì)，出奇制勝、快速簡潔地解答問題針對本題，豎直上拋運動的上升過程和下降過程具有對稱性，物體經(jīng)過某點或某拋運動的上升過程和下降過程具有對稱性，物體經(jīng)過某點或某段的位移、時間、速度等都可利用對稱法快速求出段的位移、時間、速度等都可利用對稱法快速求出跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2(2015湛江模擬湛江模擬)將一個物體以某一速度從地將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，物體從拋出到回到拋出點的運動過程中所受面豎直向上拋出，物體從拋出到回到拋出點的運動過程中所受空氣阻力忽略不計，則物體空氣阻力忽略不計，則物體()A落地速度小于拋出速度落地速度小于拋出速度B在最高點的加速度為零在最高點的加速度為零C上升時間大于下落時間上升時間大于下落時間D上升時的加速度等于下落時的加速度上升時的加速度等于下落時的加速度【答案】【答案】D【解析】【解析】根據(jù)豎直上拋運動上升和下降過程的對稱性可知根據(jù)豎直上拋運動上升和下降過程的對稱性可知A、C選項錯誤；由于豎直上拋運動只受重力的作用，無論在選項錯誤；由于豎直上拋運動只受重力的作用，無論在上升過程、下降過程還是在最高點，物體的加速度都為上升過程、下降過程還是在最高點，物體的加速度都為g，故，故B錯誤、錯誤、D正確正確例例3在高為在高為h處，小球處，小球A由靜止開始自由落下，與此同由靜止開始自由落下，與此同時，在時，在A的正下方地面上以初速度的正下方地面上以初速度v0豎直向上拋出另一小球豎直向上拋出另一小球B，求求A，B在空中相遇的時間與地點，并討論在空中相遇的時間與地點，并討論A，B相遇的條相遇的條件件(不計空氣阻力作用，重力加速度為不計空氣阻力作用，重力加速度為g)2.“臨界分析法臨界分析法”解決解決拋體相遇問題拋體相遇問題答案答案見解析見解析方法提煉方法提煉1臨界問題的特點臨界問題的特點(1)物理現(xiàn)象的變化面臨突變性物理現(xiàn)象的變化面臨突變性(2)對于連續(xù)變化問題，物理量的變化出現(xiàn)拐點，呈現(xiàn)出兩對于連續(xù)變化問題，物理量的變化出現(xiàn)拐點，呈現(xiàn)出兩性，即能同時反映出兩種過程和兩種現(xiàn)象的特點性，即能同時反映出兩種過程和兩種現(xiàn)象的特點2分析方法：解決臨界問題，關(guān)鍵是找出臨界條件一分析方法：解決臨界問題，關(guān)鍵是找出臨界條件一般有兩種基本方法：般有兩種基本方法：(1)以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問題的一般規(guī)律和一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊問題的一般規(guī)律和一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解；解；(2)直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求出研究問直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求出研究問題的規(guī)律和解題的規(guī)律和解跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3如圖如圖3所示，所示，A，B兩棒長均為兩棒長均為L1 m，A的下的下端和端和B的上端相距的上端相距s20 m，若，若A、B同時運動，同時運動，A做自由落體運做自由落體運動，動，B做豎直上拋運動，初速度做豎直上拋運動，初速度v040 m/s.求：求：(1)A，B兩棒何時相遇；兩棒何時相遇；(2)從相遇開始到分離所需的時間從相遇開始到分離所需的時間【答案】【答案】(1)0.5 s(2)0.05 s