2022年高考物理一轮复习 自由落体和竖直上抛 追及相遇问题教案（含解析）沪科版

2022年高考物理一轮复习 自由落体和竖直上抛 追及相遇问题教案（含解析）沪科版知识点一、自由落体运动1条件：物体只受重力，从静止开始下落。2运动性质：初速度v00，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。3基本规律(1)速度公式：vgt。(2)位移公式：hgt2。(3)速度位移关系式：v22gh。知识点二、竖直上抛运动1运动特点：加速度为g，上升阶段做匀减速直线运动，下降阶段做自由落体运动。2基本规律(1)速度公式：vv0gt。(2)位移公式：hv0tgt2。(3)速度位移关系式：v2v2gh。(4)上升的最大高度：H。(5)上升到最高点所用时间t。思维深化判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)雨滴随风飘落，就是我们常说的自由落体运动中的一种。()(2)羽毛下落得比玻璃球慢，是因为空气阻力的影响。()(3)只要物体运动的加速度a9.8 m/s2，此物体的运动不是自由落体运动，就是竖直上抛运动。()答案(1)(2)(3)题 组 自 测题组一自由落体和竖直上抛运动1某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s听到石头落底声。由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10 m/s2)()A10 m B20 m C30 m D40 m解析从井口由静止释放，石头做自由落体运动，由运动学公式hgt2可得h1022m20 m。答案B2A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为()Agt2 B.gt2 C.gt2 D.gt2解析A球下落高度为hAgt2，B球下落高度为hBg2gt2，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为hhAg2hBgt2，所以D项正确。答案D3(多选)在某一高度以v020 m/s的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力)，当小球速度大小为10 m/s时，以下判断正确的是(g取10 m/s2)()A小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s，方向向上B小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s，方向向下C小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s，方向向上D小球的位移大小一定是15 m解析小球被竖直向上抛出，做的是匀变速直线运动，平均速度可以用匀变速直线运动的平均速度公式求出，规定竖直向上为正方向，当小球的末速度大小为10 m/s、方向竖直向上时，v10 m/s，用公式求得平均速度为15 m/s，方向竖直向上，A正确；当小球的末速度大小为10 m/s、方向竖直向下时，v10 m/s，用公式求得平均速度大小为5 m/s，方向竖直向上，C正确；由于末速度大小为10 m/s时，球的位置一定，距起点的位移h15 m，D正确。答案ACD题组二追及相遇问题4(多选)如图1所示为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时做匀加速运动的vt图像。已知在第3 s末两个物体在途中相遇，则下列说法正确的是()图1A两物体从同一地点出发B出发时B在A前3 m处C3 s末两个物体相遇后，两物体不可能再次相遇D运动过程中B的加速度大于A的加速度解析已知在第3 s末两个物体在途中相遇，由题图可求得3 s内的位移，sA6 m，sB3 m，因此A错误，B正确；3 s后物体A的速度永远大于物体B的速度，故二者不会再次相遇，C正确；由题图像的斜率可以比较得出物体B的加速度小于物体A的加速度，D错误。答案BC5(xx驻马店高中高三第一次月考)2012年10月4日，云南省彝良县发生特大泥石流。如图2所示，一汽车停在小山坡底，突然司机发现在距坡底240 m的山坡处泥石流以8 m/s的初速度、0.4 m/s2的加速度匀加速倾泄而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动。已知司机的反应时间为1 s，汽车启动后以0.5 m/s2的加速度一直做匀加速直线运动。试分析汽车能否安全脱离？图2解析设泥石流到达坡底的时间为t1，速率为v1，则s1v0t1a1t，v1v0a1t1代入数据得t120 s，v116 m/s而汽车在t219 s的时间内发生位移为s2a2t90.25 m，速度为v2a2t29.5 m/s令再经时间t3，泥石流追上汽车，则有v1t3s2v2t3a2t代入数据并化简得t26t33610，因0，即有两个解，说明可以相遇两次；若0，说明刚好追上或相遇；若0，无解，说明追不上或不能相遇。(3)图像法：将两个物体运动的速度时间关系在同一图像中画出，然后利用图像分析求解相关问题。(下一课时讲)【例2】甲、乙两车同时同地同向出发，在同一水平公路上做直线运动，甲的初速度v甲16 m/s，加速度大小a甲2 m/s2，做匀减速直线运动，乙以初速度v乙4 m/s，加速度大小a乙1 m/s2，做匀加速直线运动，求：(1)两车再次相遇前二者间的最大距离；(2)到两车再次相遇所需的时间。解析解法一用物理分析法求解(1)甲、乙两车同时同地同向出发，甲的初速度大于乙的初速度，但甲做匀减速运动，乙做匀加速运动，则二者相距最远时的特征条件是：速度相等，即v甲tv乙tv甲tv甲a甲t1；v乙tv乙a乙t1，得：t14 s相距最远xx甲x乙(v甲t1a甲t)(v乙t1a乙t)(v甲v乙)t1(a甲a乙)t24 m。(2)再次相遇的特征是：二者的位移相等，即v甲t2a甲tv乙t2a乙t，代入数值化简得12t2t0解得：t28 s，t20(即出发时刻，舍去)解法二用数学极值法求解(1)两车间的距离ss甲s乙(v甲ta甲t2)(v乙ta乙t2)(v甲v乙)t(a甲a乙)t212tt2(t4)216显然，t4 s时两者距离最大，有sm24 m。(2)当s12tt20时再次相遇，解得：t28 s，t20(舍去)。答案(1)24 m(2)8 s1解题思路和方法2解题技巧(1)紧抓“一图三式”，即：过程示意图，时间关系式、速度关系式和位移关系式。(2)审题应抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等，它们往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件。【变式训练】2A、B两车在同一直线上，同向做匀速运动，A在前，速度为vA8 m/s，B在后，速度为vB16 m/s，当A、B两车相距s20 m时，B车开始刹车，做匀减速运动，为避免两车相撞，刹车后B车的加速度应为多大？解析如图所示，两物体相撞的条件为：同一时刻位置相同。设此时A的位移为sA，则B的位移为sBsAs，由运动学公式得：vBtat2vAts当B车追上A车时，若B的速度等于A的速度，则两车刚好相撞，vAvBat由得a1.6 m/s2故为避免两车相撞，B车的加速度应大于1.6 m/s2。答案大于1.6 m/s2