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物理必修 第一册4 自由落体运动优秀课件ppt
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这是一份物理必修 第一册4 自由落体运动优秀课件ppt，文件包含高一物理人教版2019必修第一册拓展课一《竖直上抛运动追及相遇问题》课件pptx、高一物理人教版2019必修第一册拓展课一《竖直上抛运动追及相遇问题》教案docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共24页， 欢迎下载使用。
1.定义：将物体以某一初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下所做的运动，叫竖直上抛运动。
2.条件： （1）具有竖直向上的初速度； （2）只受重力作用。
3.运动性质： 初速度v0竖直向上，加速度为g（竖直向下）的匀减速直线运动。
（2）加速度： a= －g的匀变速直线（通常以初速度v0 方向为正方向）
4、竖直上抛运动的规律：
t轴以上图线表示上升阶段，t轴以下图线表示下落阶段。图线斜率不变，表示竖直上抛运动的加速度恒为重力加速度g。
5.竖直上抛运动的v-t图像
6、竖直上抛运动的基本特点
(1)对称性 ①时间对称性：对同一段距离，上升过程和下降过程时间相等，tAB＝tBA，tOC＝tCO. ②速度对称性：上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等，方向相反，vB＝－vB′，vA＝－vA′. ③能量对称性：物体上升过程和下落过程经过同一点时的动能和重力势能都分别相等。 (2)多解性 通过某一点可能对应两个时刻，即物体可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段.
7、竖直上抛运动处理方法
（1）分段法：
（2）全程法：将全过程看做是初速度为 v0加速度a= - g的匀变速直线运动。
上升阶段:末速度为零的匀减速直线运动
下降阶段:自由落体运动
①落地点在抛出点上方(正位移)
②落地点在抛出点下方(负位移)
7.竖直上抛运动的处理方法
2.气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s2）
解法一：全程法 规定向上方向为正，则V0=10m/s，a=-g=-10m/s2 由 -h＝v0t+ 解得 h＝1275m 故物体刚掉下时离地1275m。
3．一杂技演员,用一只手抛球.他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外，空中总有四个球，将球的运动看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是（高度从抛球点算起，取g=10m/s2）（ ） A． 1.6m B． 2.4m C．3.2m D．4.0m
解：共有5个球，一个球到手0.4s时，另一个球刚抛出，空中有四个球，由于竖直上抛运动的对称性，四个球的排列位置如图示，可见，一个球在空中运动的总时间 为1.6s，下落时间为0.8s，h=1/2 gt2=3.2m
4. 一个氢气球以40 m/s的速度匀速上升，在某时刻从气球上掉下一个重物，已知重物掉下时距离地面的高度为100 m，求：此重物从氢气球上掉下后，要经过多长时间返回地面？(g取10 m/s2)
[解析] 重物从氢气球上掉下时，由于惯性，具有向上的初速度，故做竖直上抛运动，而并非做自由落体运动。
1．追及、相遇问题中的一个条件和两个关系 (1)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能够追上、追不上或两者距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点． (2)两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过题干或画运动示意图．2．追及、相遇问题常见的情况假设物体A追物体B，开始时两个物体相距x0，有三种常见情况： (1)A追上B时，必有xA－xB＝x0，且vA≥vB. (2)要使两物体恰好不相撞，两物体同时到达同一位置时速度相同，必有xA－xB＝x0，vA＝vB. (3)若使两物体保证不相撞，则要求当vA＝vB时，xA－xB＜x0，且之后vA≤vB.
3．解题思路和方法分析两物体的运动过程⇒画运动示意图⇒找两物体位移关系⇒列位移方程
4.二类基本题型(1)与运动图像相结合的追及、相遇问题（2）与实际相结合的追及、相遇问题
6．甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示．已知两车在t2时刻并排行驶．下列说法正确的是( )A．两车在t1时刻也并排行驶 B．在t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大
【答案】 BD【解析】 根据速度—时间图象与时间轴所围面积大小对应物体的位移大小，可知在t1～t2时间内，甲车位移大于乙车位移，又因为t2时刻两车相遇，因此t1时刻甲车在后，乙车在前，选项A错误，B正确；根据图象的斜率对应物体运动的加速度，可知甲、乙的加速度均先减小后增大，选项C错误，D正确．
7．如图所示，在两车道的公路上有黑白两辆车，黑色车停在A线位置，某时刻白色车以速度v1＝40 m/s通过A线后，立即以大小为a1＝4 m/s2的加速度开始制动减速，黑色车4 s后以a2＝4 m/s2的加速度开始向同一方向匀加速运动，经过一定时间，两车都到达B线位置．两车可看成质点．从白色车通过A线位置开始计时，求经过多长时间两车都到达B线位置及此时黑色车的速度大小．
【答案】 14 s 40 m/s【解析】 设白色车停下来所需的时间为t1，减速过程通过的距离为x1，则 v1＝a1t1 v12＝2a1x1 解得x1＝200 m，t1＝10 s在t1＝10 s时，设黑色车通过的距离为x2，则x2＝a2(t1－t0)2/2 解得x2＝72 m
二. 追及、相遇问题1．追及、相遇问题中的一个条件和两个关系2．追及、相遇问题常见的情况 3．解题思路和方法 4.二类基本题型
1.将一可视为质点的小球竖直向上抛出，经过5.5s到达最高点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下则说法正确的是（ ）A．小球的初速度为27.5 m/sB．小球在第1s内的位移为50 mC．小球在第1s内第2 s内的位移之比为5∶3D．小球在前2s内、前3 s内的平均速度之比为2∶1 2．在不计空气阻力时，以速率竖直向上抛出的物体，上升是匀减速，回落是匀加速，下列能正确描述全过程中速度、位移随时间变化的图像是（ ）A． B． C． D．
3．如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s－t图象，下列说法中正确的是（ ）A．t1s时两物体相距最远B．当t＝t2s时，两物体相遇C．当t＝t2s时，两物体相距最远D．当t＝t3s时，两物体相距s1m 4．在一大雾天，一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵．如图7a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图线，以下说法正确的是（ ）A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B．在t＝5 s时追尾C．在t＝3 s时追尾D．由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾
5.某人站在离地高H=60m的平台边缘，以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石块，不考虑空气阻力，取g=10m/s2。求：（1）石块上升离平台的最大高度h；（2）石块从抛出到落到地面所用的时间t； 6.甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边开始以1m/s2的加速度刹车，从甲车刹车开始计时，求：(1)乙车在追上甲车前，两车相距的最大距离；(2)乙车追上甲车所用的时间．
1.定义：将物体以某一初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下所做的运动，叫竖直上抛运动。
2.条件： （1）具有竖直向上的初速度； （2）只受重力作用。
3.运动性质： 初速度v0竖直向上，加速度为g（竖直向下）的匀减速直线运动。
（2）加速度： a= －g的匀变速直线（通常以初速度v0 方向为正方向）
4、竖直上抛运动的规律：
t轴以上图线表示上升阶段，t轴以下图线表示下落阶段。图线斜率不变，表示竖直上抛运动的加速度恒为重力加速度g。
5.竖直上抛运动的v-t图像
6、竖直上抛运动的基本特点
(1)对称性 ①时间对称性：对同一段距离，上升过程和下降过程时间相等，tAB＝tBA，tOC＝tCO. ②速度对称性：上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等，方向相反，vB＝－vB′，vA＝－vA′. ③能量对称性：物体上升过程和下落过程经过同一点时的动能和重力势能都分别相等。 (2)多解性 通过某一点可能对应两个时刻，即物体可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段.
7、竖直上抛运动处理方法
（1）分段法：
（2）全程法：将全过程看做是初速度为 v0加速度a= - g的匀变速直线运动。
上升阶段:末速度为零的匀减速直线运动
下降阶段:自由落体运动
①落地点在抛出点上方(正位移)
②落地点在抛出点下方(负位移)
7.竖直上抛运动的处理方法
2.气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s2）
解法一：全程法 规定向上方向为正，则V0=10m/s，a=-g=-10m/s2 由 -h＝v0t+ 解得 h＝1275m 故物体刚掉下时离地1275m。
3．一杂技演员,用一只手抛球.他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外，空中总有四个球，将球的运动看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是（高度从抛球点算起，取g=10m/s2）（ ） A． 1.6m B． 2.4m C．3.2m D．4.0m
解：共有5个球，一个球到手0.4s时，另一个球刚抛出，空中有四个球，由于竖直上抛运动的对称性，四个球的排列位置如图示，可见，一个球在空中运动的总时间 为1.6s，下落时间为0.8s，h=1/2 gt2=3.2m
4. 一个氢气球以40 m/s的速度匀速上升，在某时刻从气球上掉下一个重物，已知重物掉下时距离地面的高度为100 m，求：此重物从氢气球上掉下后，要经过多长时间返回地面？(g取10 m/s2)
[解析] 重物从氢气球上掉下时，由于惯性，具有向上的初速度，故做竖直上抛运动，而并非做自由落体运动。
1．追及、相遇问题中的一个条件和两个关系 (1)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能够追上、追不上或两者距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点． (2)两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过题干或画运动示意图．2．追及、相遇问题常见的情况假设物体A追物体B，开始时两个物体相距x0，有三种常见情况： (1)A追上B时，必有xA－xB＝x0，且vA≥vB. (2)要使两物体恰好不相撞，两物体同时到达同一位置时速度相同，必有xA－xB＝x0，vA＝vB. (3)若使两物体保证不相撞，则要求当vA＝vB时，xA－xB＜x0，且之后vA≤vB.
3．解题思路和方法分析两物体的运动过程⇒画运动示意图⇒找两物体位移关系⇒列位移方程
4.二类基本题型(1)与运动图像相结合的追及、相遇问题（2）与实际相结合的追及、相遇问题
6．甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示．已知两车在t2时刻并排行驶．下列说法正确的是( )A．两车在t1时刻也并排行驶 B．在t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大
【答案】 BD【解析】 根据速度—时间图象与时间轴所围面积大小对应物体的位移大小，可知在t1～t2时间内，甲车位移大于乙车位移，又因为t2时刻两车相遇，因此t1时刻甲车在后，乙车在前，选项A错误，B正确；根据图象的斜率对应物体运动的加速度，可知甲、乙的加速度均先减小后增大，选项C错误，D正确．
7．如图所示，在两车道的公路上有黑白两辆车，黑色车停在A线位置，某时刻白色车以速度v1＝40 m/s通过A线后，立即以大小为a1＝4 m/s2的加速度开始制动减速，黑色车4 s后以a2＝4 m/s2的加速度开始向同一方向匀加速运动，经过一定时间，两车都到达B线位置．两车可看成质点．从白色车通过A线位置开始计时，求经过多长时间两车都到达B线位置及此时黑色车的速度大小．
【答案】 14 s 40 m/s【解析】 设白色车停下来所需的时间为t1，减速过程通过的距离为x1，则 v1＝a1t1 v12＝2a1x1 解得x1＝200 m，t1＝10 s在t1＝10 s时，设黑色车通过的距离为x2，则x2＝a2(t1－t0)2/2 解得x2＝72 m
二. 追及、相遇问题1．追及、相遇问题中的一个条件和两个关系2．追及、相遇问题常见的情况 3．解题思路和方法 4.二类基本题型
1.将一可视为质点的小球竖直向上抛出，经过5.5s到达最高点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下则说法正确的是（ ）A．小球的初速度为27.5 m/sB．小球在第1s内的位移为50 mC．小球在第1s内第2 s内的位移之比为5∶3D．小球在前2s内、前3 s内的平均速度之比为2∶1 2．在不计空气阻力时，以速率竖直向上抛出的物体，上升是匀减速，回落是匀加速，下列能正确描述全过程中速度、位移随时间变化的图像是（ ）A． B． C． D．
3．如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s－t图象，下列说法中正确的是（ ）A．t1s时两物体相距最远B．当t＝t2s时，两物体相遇C．当t＝t2s时，两物体相距最远D．当t＝t3s时，两物体相距s1m 4．在一大雾天，一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵．如图7a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图线，以下说法正确的是（ ）A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B．在t＝5 s时追尾C．在t＝3 s时追尾D．由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾
5.某人站在离地高H=60m的平台边缘，以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石块，不考虑空气阻力，取g=10m/s2。求：（1）石块上升离平台的最大高度h；（2）石块从抛出到落到地面所用的时间t； 6.甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边开始以1m/s2的加速度刹车，从甲车刹车开始计时，求：(1)乙车在追上甲车前，两车相距的最大距离；(2)乙车追上甲车所用的时间．
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