2019人教版高中物理必修1《专题强化 竖直上抛运动》学案(含解析)
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1、专题强化竖直上抛运动学科素养与目标要求物理观念:知道什么是竖直上抛运动,理解竖直上抛运动是匀变速直线运动科学思维:1.会分析竖直上抛运动的运动规律.2.会利用分段法或全程法求解竖直上抛运动的有关问题1竖直上抛运动将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出,抛出的物体只在重力作用下运动,这种运动就是竖直上抛运动2竖直上抛运动的运动性质(1)上升阶段:初速度v0向上,加速度为g,方向竖直向下,是匀减速直线运动(2)下降阶段:初速度为零、加速度为g,是自由落体运动(3)全过程可以看做是初速度为v0(竖直向上)、加速度为g(竖直向下)的匀变速直线运动3竖直上抛运动的运动规律通常取初速度v0的方向为正方向,
2、则ag.(1)速度公式:vv0gt.(2)位移公式:hv0tgt2.(3)位移和速度的关系式:v2v022gh.(4)上升的最大高度:H.(5)上升到最高点(即v0时)所需的时间:t.4竖直上抛运动的对称性(1)时间对称物体从某点上升到最高点和从最高点回到该点的时间相等,即t上t下(2)速率对称物体上升和下降通过同一位置时速度的大小相等、方向相反例1气球下挂一重物,以v010 m/s匀速上升,当到达离地面高175 m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多长时间落到地面?落地速度多大?(空气阻力不计,g取10 m/s2)答案7 s60 m/s解析解法一分段法绳子断裂后,重物先匀减速上升,速度
3、减为零后,再匀加速下降重物上升阶段,时间t11 s,由v022gh1知,匀减速上升的高度h15 m重物下降阶段,下降距离Hh1175 m180 m设下落时间为t2,则Hgt22,故t2 6 s重物落地速度vgt260 m/s,总时间tt1t27 s解法二全程法取初速度方向为正方向重物全程位移hv0tgt2175 m可解得t17 s,t25 s(舍去)由vv0gt,得v60 m/s,负号表示方向竖直向下1分段法(1)上升过程:v00、ag的匀减速直线运动(2)下降过程:自由落体运动2全程法(1)整个过程:初速度v0向上、加速度g竖直向下的匀变速直线运动,应用规律vv0gt,hv0tgt2.(2)
4、正负号的含义v0表示物体上升,v0表示物体下降h0表示物体在抛出点上方,h0表示物体在抛出点下方针对训练1竖直上抛的物体,初速度为30 m/s,经过2.0 s、4.0 s,物体的位移分别是多大?通过的路程分别是多长?第2.0 s末、第4.0 s末的速度分别是多大?(g取10 m/s2,忽略空气阻力)答案见解析解析物体上升到最高点所用时间t3 s上升的最大高度H m45 m由xv0tgt2得当t12.0 st时,位移x2304.0 m104.02 m40 m,所以路程s245 m(4540) m50 m速度v2v0gt230 m/s104.0 m/s10 m/s,负号表示速度方向与初速度方向相反
5、例2(2019太和一中学情调研)不计空气阻力情形下将一物体以一定的初速度竖直上抛,从抛出至回到抛出点的时间为2t,若在物体上升的最大高度的一半处放置一水平挡板,仍将该物体以相同的初速度竖直上抛,物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()A0.2t B0.3tC0.5t D0.6t答案D解析竖直上抛时,物体从被抛出至回到抛出点的时间为2t,所以上升和下降的时间都为tv0gthgt2设上升到时,速度为v,上升和下降的总时间为tv02v22g由得vgt所以t(2)t0.6t,故选D.针对训练2一个从地面开始做竖直上抛运动的物体,它两次经过一
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