2026届高考物理一轮复习课件 第一章 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题

这是一份2026届高考物理一轮复习课件 第一章 第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题，共60页。PPT课件主要包含了考点一，自由落体运动，竖直上抛运动，考点二，ABC，考点三，规范答题，课时作业，基础对点练，对点2竖直上抛运动等内容，欢迎下载使用。
现代园林中,除了植物景观外,喷泉也是重要的景观,它既是一种水景艺术,体现了动静结合,形成明朗活泼的气氛,给人以美的享受;同时,喷泉还可以增加空气中的负离子含量,起到净化空气、增加空气湿度、降低环境温度等作用,因此深受人们的喜爱。若你的手中有一把卷尺和一把直尺,(1)你能否借助太阳光测出喷泉的喷水高度H?(2)若已测出喷泉的高度,你能否估算喷泉从喷口向上喷出时的初速度?(3)若要估算喷泉每秒钟的喷水质量,你认为应该测出哪些量?
体育课上同学们在练习排球,某同学将排球竖直向上垫起后,经1.2 s排球又回到原出发点,则排球被垫起后上升的最大高度约为(　　)[A] 1.0 m [B] 1.2 m[C] 1.5 m [D] 1.8 m
运动规律(1)初速度为0的匀变速直线运动规律都适用。①从开始下落,连续相等时间内下落的高度之比为1∶3∶5∶7∶…。②由Δv=gΔt知,相等时间内,速度变化量相同。③连续相等时间T内下落的高度之差Δh=gT2。
(2)物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动,而其中的一段运动过程不是自由落体运动,应该是初速度不为零、加速度为g的匀变速直线运动,适用于一般的匀变速直线运动的规律。
[例1] 【单物体的自由落体运动】 (2024·广东学业考试)某同学在桥面上释放一小石子,释放点距水面的高度为27 m,石子下落过程视为自由落体运动,下落的总时间为3t,则石子下落的最后一个t时间内下落的高度是(　　)[A] 10 m[B] 15 m[C] 18 m[D] 20 m
【解析】 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,根据推论可知,第一个t内、第二个t内、第三个t内位移之比为x1∶x2∶x3=1∶3∶5,而总位移为h=27 m,且x1+x2+x3=h,联立解得x3=15 m,选项B正确。
[变式] (1)石子释放2 s时的速度大小为多少?
【答案】 (1)20 m/s　
(2)石子下落一半高度时的速度又是多少?
[例2] 【多物体的自由落体运动】(2024·山东济宁期中)有一串珠子(珠子可视为质点),穿在一根长1.8 m的细线上,细线的首尾各固定1个珠子,中间还有 5个珠子。从最下面的珠子算起,相邻两个珠子之间的距离依次为5 cm、15 cm、25 cm、35 cm、45 cm、55 cm,如图所示,某人向上提起细线的上端,让细线自由垂下,且第1个珠子紧贴水平地面。松手后开始计时,若不计空气阻力,g取10 m/s2,假设珠子落到地面上不再反弹,关于第2、3、4、5、6、7个珠子的下落过程,下列说法正确的是(　　)
[A] 相邻两个珠子落地的时间间隔为1 s[B] 第5个珠子落地时,第6个珠子的速率为 4 m/s[C] 第6个珠子落地前,它与第7个珠子之间的距离越来越小[D] 第4个珠子落地时,第5个、第6个、第7个珠子的离地高度之比为7∶9∶11
[例3] 【非质点物体的自由落体运动】 (2024·安徽合肥阶段检测)如图所示,细棒长为d,上端固定在某一点,由静止释放后,细棒自由下落,始终保持竖直状态,并沿固定圆筒AB的轴线通过圆筒。已知圆筒的长为L,整根细棒通过圆筒上端A所用的时间为t1,通过圆筒下端B所用的时间为t2,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(2)细棒下端离圆筒上端A的高度差h。
1.重要特性(1)对称性。
(2)多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段;物体通过与抛出点某距离处时,该点可能在抛出点上方,也可能在抛出点下方,因而形成多解。
[例4] 【竖直上抛运动规律的应用】 (2024·山东联考)(多选)某同学在一个高于地面25 m的平台边缘将一彩球以速度v0=20 m/s竖直向上抛出,抛出点为A,不计空气阻力,g取10 m/s2,则抛出后彩球与抛出点A的距离为10 m时,彩球运动的时间可能为(　 　)
[例5] 【自由落体运动与竖直上抛运动的综合】现有两小球A、B,将小球A从距离水平面高度为h处由静止释放,同时将小球B从水平面以2v0的初速度竖直向上抛出。当小球A和B相遇后,设小球B还需经过时间t才能返回到水平面。不计空气阻力,重力加速度为g。则t为(　　)
匀变速直线运动中的多过程问题
匀变速直线运动多过程问题的解题策略(1)一般的解题步骤。①准确选取研究对象,根据题意画出物体在各阶段运动的示意图,直观呈现物体运动的全过程。②明确物体在各阶段的运动性质,找出题目给定的已知量、待求未知量,设出中间量,确定过程衔接点的物理量。③合理选择运动学公式,列出物体在各阶段的运动方程及物体各阶段间的关联方程。
(2)解题关键。多运动过程的连接点的速度是联系两个运动过程的纽带,因此,对连接点速度的求解往往是解题的关键。
[例6] 【单方向多过程匀变速直线运动的综合问题】(2024·广东佛山期末)2023年9月21日,中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课,为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中,神舟十六号航天员用“特制”乒乓球拍将静止的水球拍出,若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动,其中加速时间t1=1 s,加速位移为x1=0.1 m,匀速阶段用时t2=3 s,求:(1)水球匀速运动时的速度v的大小;
【答案】 (1)0.2 m/s　
(2)加速过程中加速度的大小;
【答案】 (2)0.2 m/s2　
【解析】 (2)根据匀加速直线运动规律有v2=2ax1,代入数据解得a=0.2 m/s2。 
(3)全过程的总位移大小。
【答案】 (3)0.7 m
【解析】(3)匀速阶段用时t2=3 s,位移大小为x2=vt2=0.6 m, 水球运动全过程的总位移大小为x= x1+x2 =0.7 m。 
[例7] 【多方向多过程匀变速直线运动的综合问题】(2024·江苏南京一模)如图所示,物体从斜面上的A点由静止开始下滑,经B点进入水平面(经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.1 s测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。则物体通过B点时的速度为(　　)
[A] 2.0 m/s[B] 1.8 m/s[C] 1.7 m/s[D] 1.5 m/s
1. (4分)(2024·河南郑州模拟)某兴趣小组用频闪摄影的方法研究自由落体运动,实验中把一高中物理书竖直放置,将一小钢球从与书上边沿等高处静止释放,整个下落过程的频闪照片如图所示,已知物理书的长度为l,重力加速度为g,忽略空气阻力,该频闪摄影的闪光频率为(　　)
2. (4分)如图所示,一个小孩在公园里玩“眼疾手快”游戏。游戏者需接住从支架顶部随机落下的圆棒。已知支架顶部距离地面2.3 m,圆棒长0.4 m,小孩站在支架旁边,手能触及所有圆棒的下落轨迹的某一段范围AB,上边界A距离地面1.1 m,下边界B距离地面0.5 m。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。则圆棒下端落到A点和通过AB范围所用的时间分别为(　　)
[A] 0.4 s　0.4 s[B] 0.4 s　0.2 s[C] 0.2 s　0.4 s[D] 0.2 s　0.6 s
3.(6分)(2024·陕西西安阶段检测)(多选)一矿井深125 m,在井口每隔一定时间由静止释放一个小球,当第6个小球刚从井口下落时,第1个小球恰好到井底,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,则下列说法正确的是( 　　)
[A] 释放相邻两个小球的时间间隔为0.5 s[B] 小球从井口落到井底所用的时间为5 s[C] 第1个小球恰好落到井底时,第5个小球的速度大小为5 m/s[D] 第1个小球恰好落到井底时,第3个小球和第4个小球之间的距离为25 m
4.(4分)(2023·广东卷,3)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是(　　) 　　　　　
[A] [B] [C] [D]
【解析】 铯原子团仅受重力的作用,加速度为g,方向竖直向下,大小恒定,在v-t图像中,斜率表示加速度,故斜率不变,图像应该是一条倾斜的直线,故A、B错误;因为加速度恒定,且方向竖直向下,为负值,故C错误,D正确。
5.(8分)(2025·湖南长沙期中)用弹弓将弹丸竖直向上射出,若某次射出的弹丸(可视为质点)做竖直上抛运动,经过3 s弹丸到达最高点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:(1)弹丸射出后第1 s内上升的高度;
【答案】 (1)25 m　
(2)弹丸通过前5 m所用的时间(计算结果保留根式)。
对点3.匀变速直线运动中的多过程问题6.(4分) (2024·贵州贵阳二模)某汽车沿直线停车过程中,其v-t图像如图所示。已知该汽车所有减速过程的加速度均相等,中间有一段时间匀速运动,图示整个过程中该汽车行驶了450 m。则该汽车匀速运动的时间为(　　)[A] 8 s[B] 10 s[C] 12 s[D] 16.5 s
【答案】 (1)29.4m/s2,方向竖直向上
【解析】 (1)设跳楼机自由下落的时间为t1,减速的时间为t2,自由下落的位移为h1,减速运动的位移为h2,减速的加速度大小为a,最大速度为v。 根据匀变速直线运动规律,跳楼机做自由落体运动时有v2=2gh1, 做匀减速运动时有0-v2=-2ah2, 而h1=3h2, 解得a=3g=29.4 m/s2,方向竖直向上。
(2)跳楼机做减速运动的时间以及跳楼机下降的总高度。(总高度保留3位有效数字)
【答案】 (2)2.8 s　461 m
8.(6分)(2024·黑龙江大庆期末)(多选)在地面上方距地面高H处,将物体a以速度v0竖直上抛,同时在同一位置物体b自由下落。分别用Δh和表示在同一时刻物体a、b的高度差和速度差的绝对值,不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是(　 　)[A] 两个物体都在空中时,Δh不断增大,保持不变[B] 两个物体都在空中时,Δh先增大后减小,一直变大[C] 两物体落地时间差Δt只与v0有关,与H无关[D] 两物体落地时间差Δt与v0和H都有关
9.(14分)(2024·福建福州阶段检测)据统计,开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍,开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆汽车在平直公路上以某一速度行驶时,司机低头看手机3 s相当于盲开60 m,该车遇见紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下时汽车所行驶的距离)至少是25 m。根据以上提供的信息,(1)求汽车刹车的最大加速度;
【答案】 (1)8 m/s2　
(2)若该车以108 km/h的速度在高速公路上行驶时,前方150 m处出现意外,该车司机低头看手机3 s后才发现危险,已知司机的反应时间为0.6 s,刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明是否会发生交通事故。
【答案】 (2)会,计算见解析