高中物理 第3章 第2節(jié) 豎直方向上的拋體運動知識探討 魯科版必修2（通用）

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1、豎直方向上的拋體運動-知識探討 合作與討論 從一個上升的氣球上突然掉下一個小石塊,小石塊的運動情況將是怎樣的？ 我的思路：小石塊剛離開氣球時具有豎直向上的速度,因此小石塊不會立即開始下落,它將先向上做勻減速運動,當速度達到零后,再在重力的作用下,做自由落體運動. 思考過程 1.豎直拋體運動共同特點 (1)v0豎直. (2)直線運動. (3)加速度均為g. 2.豎直下拋運動 (1)定義：以某初速度沿豎直方向向下拋出,物體只在重力作用下的運動,叫做豎直下拋 運動. (2)特點：v0豎直向下. (3)本質：初速度為v0的勻加速直線運動. (4)規(guī)律：vt=v0+g

2、t s=v0t+gt2/2 2gs=vt2－v02 3.豎直上拋運動 (1)定義：以某初速度沿豎直方向向上拋出,物體只在重力作用下的運動,叫做豎直上拋 運動. (2)特點：v0豎直向上,只受重力的作用,加速度為重力加速度g. (3)本質：初速度為v0的勻減速直線運動. (4)物體的運動可分為兩段：即上升過程的初速度為v0的勻減速運動和下降過程的自由落體運動. 討論：①落地速度為v0,通過同一點時速度大小相等、方向相反. ②上升時間和下落時間相同,同一段用時相同. ③上升為勻減速到零的過程,下落為自由落體,上升可看作下落的逆過程. ④滿足初速為零的勻變速直線運動的比例關

3、系. (5)規(guī)律：vt=v0－gt s=v0t－gt2/2. 新題解答 【例1】 一宇宙空間探測器從某星球的表面垂直升空,假設探測器的質量和發(fā)動機的推力均恒定不變.宇宙探測器升空到某一高度時,發(fā)動機突然熄火關閉,如圖表示其速度隨時間變化的規(guī)律. (1)升高后9 s、25 s、45 s,即在圖線上A、B、C三點探測器的運動情況如何？ (2)求探測器在該行星表面達到的最大高度. (3)計算該行星表面的重力加速度.(假設行星表面沒有空氣) 解析:(1)9 s時刻發(fā)動機熄火,宇宙探測器開始做豎直上拋運動,25 s時刻火箭達到最高點,45 s時探測器落回星球表面. (2)OA段

4、探測器做勻加速直線運動,9 s末開始豎直上拋運動,能上升的最大高度可以通過圖象中圖線包圍的面積來計算,s=×64×25 m=800 m. (3)AB段物體做自由落體運動,所以g=(vA－0)/16=4 m/s2. 點評:看清圖象,了解圖象的物理意義,知道AB段物體的運動為豎直上拋運動是解決本題的關鍵. 【例2】 一人在40 m高的懸崖上,以10 m/s的速度豎直向下拋出一個小鐵球,小鐵球落到懸崖下的水中.那么,鐵球在空中的運動時間大約是多少? 解析:鐵球所受的空氣阻力很小可視為零,這樣鐵球的運動是豎直下拋運動,根據勻加速運動的公式h=v0t+gt2,帶入數據可得：t=2 s. 點評:在有些計算當中,沒有明確告訴你是否有阻力,此時應根據實際情況建立模型.因為本題中提出的小鐵球的密度較大,且速度不是很大,所以可看作無空氣阻力的情況. 知識總結 規(guī)律：勻減速直線運動的規(guī)律、自由落體運動的規(guī)律. 知識：拋體運動的特點. 方法：(1)處理拋體運動時要注意,加速度相等都為g. (2)處理豎直上拋運動要利用它的對稱性,由于上升段為勻減速運動到零,也可以將其看為倒置的初速為零的勻加速運動,所以比例式在上升和下降過程中都可以使用. (3)豎直上拋運動也可以整體看作勻減速直線運動,但在利用此法計算時,要特別注意方向的選取.