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  • 2021-05-27 发布

湖北省湖北大学附属中学2020届高中物理竖直上抛运动

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专题一竖直上抛运动 ‎ 一、定义:将一个物体以某一初速度竖直向上抛出,抛出的物体只受重力的作用,这个物体的运动就是竖直上抛运动。‎ 二、性质:初速度v0≠0,加速度a= -g的匀变速直线运动。(通常规定初速度v0的方向为正方向)‎ 三、基本规律 速度公式:vt=v0-gt 位移公式:x= v0-(1/2)gt2‎ 速度位移公式:vt2-v02=-2gx 四、基本特点:‎ ‎(1)上升到最高点的时间t=v0/g ‎(推导:最高点v=0 由v=v0 -gt 可知:0=v0-gt,所以,到达最高点时间t =v0/g)‎ ‎(2)上升到最高点所用时间与落回到抛出点所用时间相等。‎ ‎(3)上升的最大高度H=v02/2g ‎(推导:因为最高点 v =0,由vt2-v02=-2gH得H=v02/‎2g)‎ 举例与练习:《中华一题》P25 (9) P27(8)‎ 作业:某人在高楼的平台边缘,以‎20m/s的初速度竖直向上抛出一石子,不考虑空气阻力,取g=‎10m/s2求:物体上升的最大高度是多少?回到抛出点的时间是多少?‎ ‎(答案:‎20m,4s)‎ 专题二初速度为零的匀变速直线运动的常用比例式 设t=0开始计时,以T为时间单位,则:‎ ‎(1)1T末、2T末、3T末… 瞬时速度之比为v1:v2:v3: … =1:2:3: …‎ 推证:‎ ‎(2)第一个T内,第二个T内,第三个T内…位移之比 xI:xII:xIII: …:xn=1:3:5: …: (2n-1)‎ 推证:‎ ‎(3)1T内、2T内、3T内…位移之比x1:x2:x3: …=12:22:32…‎ 推证:‎ ‎(4)通过连续相同的位移所用时间之比 t1:t2:t3: …tn=1:‎ 推证:‎ 例1 一小球以某一初速度沿光滑斜面匀减速上滑,到达顶端时速度为零,历时3s,位移为‎9m,求其第1s内的位移。‎ 例2 一滑块自静止开始,从斜面顶端匀加速下滑,第5秒末的速度是‎6m/s,试求:(1)第4s末的速度;(2)运动后7s内的位移;(3)第5s内的位移。‎ 例3 如图所示,完全相同的三木块并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速运动,且穿过第三块木块后速度恰好为零,则子弹依次射入每块木块时的速度之比,穿过每块木块所用时间之比。‎ 专题三匀变速直线运动的几个常用公式 ‎⑴物体做匀变速直线运动初速度为v0,末速度为v,则物体在这段时间(位移)内的平均速度v= (v0+v)/2‎ 推导:‎ ‎⑵在一段时间的中间时刻的瞬时速度vt/2,等于这一段时间的平均速度,即:vt/2=v=(v0+v)/2‎ 推导:‎ ‎⑶在一段位移的中间位置的瞬时速度vx/2= (v02+v2)/2‎ 推导:‎ 专题四追及和相遇问题 1. 追及、相遇的特征 两个物体在同一直线上运动,往往涉及追及、相遇或避免碰撞等问题。解答此类题的关键条件是:两物体能否同时到达空间某位置。‎ 2. 解追及、相遇问题的思路 ‎⑴根据对两物体运动过程的分析,画出两物体运动的示意图。‎ ‎⑵根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中。‎ ‎⑶由运动示意图找出两物体位移间的关联方程,这是关键。‎ ‎⑷联立方程求解,并对结果进行简单分析。‎ 3. 分析追及、相遇问题时要注意 ‎⑴分析问题时,一定要注意抓住一个条件两个关系。‎ 一个条件是:两物体速度相等时满足临界条件,如两物体的距离是最大还是最小及是否恰好追上等。‎ 两个关系是:时间关系和位移关系。‎ 时间关系是指两物体运动时间是否相等,两物体是同时运动还是一先一后等;而位移关系是指两物体同地运动还是一前一后运动等,其中通过画运动示意图找到两物体间位移关系就是解题的突破口,因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯,对帮助我们理解题意,启迪思维大有裨益。‎ ‎⑵若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意,追上前该物体是否停止运动。‎ ‎⑶仔细审题,注意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,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。‎ 1. 解决追及、相遇问题的方法 大致分为两种方法:一是物理分析法,即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件然后列出方程求解;二是数学方法,因为在匀变速运动的位移表达式中有时间的二次方,我们可列出位移方程,利用二次函数求极值的方法求解,有时也可借助v-t图象求解。‎ 习题一:两辆完全相同的汽车,沿水平平直路一前一后匀速行驶,速度均为v0,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车,已知前车在刹车过程中所行的距离为x,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为()‎ A.x B.2x C.3x D.4x 习题二:在地面上以初速2v0竖直上抛一物体后,又以初速v0同地点竖直上抛另一物体,若要使两物体能在空中相遇,则两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件?(不计空气阻力)‎ 习题三:两个物理A、B从同一地点同时出发,沿同一直线运动,其速度图像如图所示,由图像可知,A、B出发后将相遇几次?除此之外,你还能由图像提出什么问题?你能解决这些问题吗?‎ 习题四:一辆汽车在十字路口等候,当绿灯亮时汽车以 ‎3m/s2 的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以‎6m/s的速度匀速行驶,从后面赶过汽车,试求:‎ ‎(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?‎ ‎(2)什么时候汽车追上自行车,此时汽车的速度是多少?‎