高中物理必修一竖直上抛运动

的距离为 h1＝12gt21＝0.8 m，则小树高约为 h＝H－h1＝2.4 m，故选 C 项。
第二章 匀变速直线运动的研究
专题强化3 竖直上抛运动
目标体系构建 课内互动探究 课堂达标检测
目标体系构建
1．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。
2．会分析竖直上抛运动的运动规律，会利用分段法或全程法求解 竖直上抛运动的有关问题。
3．知道竖直上抛运动的对称性。
课内互动探究
(3)解法一：全红婵上升到最高点后做自由落体运动，设下落时间为 t2，则
H＋h－L＝12gt22 解得 t2＝1.4 s 全红婵从起跳到身体刚好完全打开的时间为 t＝t1＋t2＝1.6 s。 解法二：取竖直向上为正方向，对全红婵的整个运动过程有－(H－
L)＝v0t－12gt2 解得 t＝1.6 s(另解 t＝－1.2 s 舍去)。
三、竖直上抛运动的对称性
3．以8 m/s的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树
顶端的时间间隔为0.8 s，则小树高约为( C )
A．0.8 m
B．1.6 m
C．2.4 m
D．3.2 m
解析：石子竖直上升的最大高度为 H＝2vg2＝3.2 m，由题意可知，石
子从最高点运动到小树顶端的时间为 t1＝2t ＝0.4 s，则最高点到小树顶端
(1)全红婵重心上升的最大高度； (2)全红婵从起跳到重心上升至最大高度的时间； (3)全红婵从起跳到身体刚好完全打开的时间。 答案：(1)0.2 m (2)0.2 s (3)1.6 s 解析：(1)全红婵重心上升的最大高度为 h＝2vg20＝0.2 m。 (2)全红婵从起跳到重心上升至最大高度的时间为 t1＝vg0＝0.2 s。

◆竖直上抛运动 问题1.某物体作直线运动,位移随时间变化的关系式为x=8t-2t2(m).
求:
(1)该物体作什么运动? 物体做初速度v0=8m/s,a=-4m/s2的匀减速直线运动 (2)写出其速度表达式? vt＝8－4t(m/s) (3)画出该物体6s内的v-t图像? (4)该物体何时速度为零?何时位移为零?
h2 v0
a=2m/s2
2 100 20 t 5 t h1 t 2(1 6 ) s
ch2.匀变速直线运动的研究
◆竖直上抛运动
小结 1.特点
v 0 0( ) a g( )( 只受重力 )
vt vo gt h v t 1 gt 2 0 2 2 v 0 2 2 v t v 0 2 gh hm 2g
v=-v0
-16
v0
x=+8m
x－
(1)速度为零时加速度有什么特征? 8 —加速度为a≠0(a=-4m/s2) 4 +x (2)速度为零时位移有什么特征? O -4 —位移正向最大 (3)位移为零时速度有什么特征? -8 -12 —速度与初速度等值反向
t=2s时v=0 t=4s时x=0
2
4
6
t/s
x/m
t下
t
v0 t上 t下 g
a上=a下=-g
ch2.匀变速直线运动的研究
◆竖直上抛运动 eg2.关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( A C )
A.上升过程和下落过程加速度大小相等,方向相同
B.上升过程和下落过程加速度大小相等,方向相反 C.在最高点物体速度为零,加速度不为零 D.在最高点物体速度为零,加速度为零
t=2s时v=0 t=4s时x=0 v/ms-1

答案：C
2．[2022·湖南师大附中高一月考]某人以10 m/s的初速度从地面竖直 向上抛出一块小石头，该小石头两次经过旁边小树顶端的时间间隔为 1.6 s．取g＝10 m/s2且不计空气阻力．求：
(1)小石头到达最高点所用的时间； (2)小石头能到达的最大高度； (3)旁边小树的高度．
答案：(1)1 s (2)5 m (3)1.8 m
素养提升⑦竖直上抛运动的特点和规律
1.竖直上抛运动 如图1所示，将一物体沿竖直方向以某一速度向上抛出，不计空气阻 力的影响，该物体只在重力作用下的运动叫作竖直上抛运动．
说明：竖直上抛运动也是一种理想化运动模型，当其他力(空气阻力) 远小于重力时，竖直向上抛出的物体的运动也可当作竖直上抛运动处 理，如：小球被压缩的弹簧弹出(图2)，运动员原地起跳(图3)等．
下列四幅图中刻度线标度正确的是( )
答案：B 解析：由题可知，手的位置在开始时应放在0刻度处，所以0刻度要在下 边．物体做自由落体运动的位移：h＝12 gt2，位移与时间的平方成正比，所以随 时间的增大，刻度尺上的间距增大，由以上的分析可知，只有图B是正确的．
5．(多选)甲、乙两物体质量之比为m甲∶m乙＝5∶1，甲从高H处自 由落下的同时，乙从高2H处自由落下，重力加速度为g，不计空气阻 力，以下说法正确的是( )
素养训练 1.以初速度v0＝20 m/s竖直向上抛一个小球(g取10 m/s2)，不计空气阻 力，以下说法正确的是( ) A．小球经过4 s到达最高点 B．小球上升的最大高度为40 m C．小球在出发点上方15 m时，速度大小为10 m/s，方向可能向下 D．小球到出发点上方15 m时，经过的时间一定是 1 s
A．在下落过程中，同一时刻二者速度相等 B．甲落地时，乙距地面的高度为H C．甲落地时，乙的速度大小为 2gH D．甲、乙在空中运动的时间之比为1∶2

12345
(2)小球能否追上气球？若追不上，说明理由；若能追上，需要多长时间？
答案 小球追不上气球，理由见解析
解析 设小球达到与气球速度相同时经过的时间是t1，则 v气＝v小＝v0－gt1， 解得t1＝1 s 设在这段时间内气球上升的高度为x气，小球上升的高度为x小，则 x气＝vt1＝10 m x 小＝v0t1－12gt12＝15 m 由于x气＋6 m>x小，所以小球追不上气球.
技巧
点拨 1.分段法
(1)上升过程：v0≠0、a＝－g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v＝v0－gt，h＝v0t－12 gt2. (2)正负号的含义
①v＞0表示物体上升，v＜0表示物体下降.
②h＞0表示物体在抛出点上方，h＜0表示物体在抛出点下方.
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
t
t
t
t
√
针对训练2 一个从地面开始做竖直上抛运动的物体，它两次经过一个较低点A的时
而t2＝3 s对应着从最高点下落时运动到离抛出点15 m处时所用的时间. 当石块运动到抛出点下方离抛出点15 m处时，位移为x＝－15 m，由x＝v0t－12 gt2，解 得 t3＝(2＋ 7) s，t4＝(2－ 7) s (舍去).
12345
2.(多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2，5 s内物体的
gt22＝20

竖直上抛运动的运动分析
上升阶段
下降阶段
性质： a=g匀变速直线运动
竖直上抛运动的分析方法
v=0
vt vt
v0 v0
分段研究
上 升
设 v v 0 g t1 0
向
上 为 正
H
v0t
1 2
g
t
2 1
下设 向
v t g t2
降下 为 正
h
1 2
g
t
2 2
v0 v
t/2
t
-v0
对称性
时间对称 速度对称
C
v0 h1
B
h1 +h= 1/2×g t22
t2
2(1hh) g
212 55s 10
t= t1+ t2= 6s
vt=gt2 = 50m/s
h= 120m
A
解二： B→C→A 整个过程， 由竖直上抛运动规律：
h= vA t -1/2 gt 2 vt= v0 - gt
即 -120 = 10 t -1/2 gt 2
全程研究
设
vt v0 gt
向 上 为
h
v0t
1 2
gt2
正
注意各矢量（s,v,g) 的方向
思考题
❖已知竖直上抛的物体初速度v0， 试求：
❖（1）物体上升的最大高度以及 上升到最大高度所用的时间。
❖（2）物体由最大高度落回原地 时的速度以及落回原地所用的
竖直上抛运动的图像
v
v0
vt v0 at 0
3、运动性质：初速度为零的匀加速直线运动。
自由落体加速度 （重力加速度）
1)用 “g”表示。 2)大小 在同一地点，一切物体自由下落的重力加速度相同 随纬度变大略微变大。 若无特别说明,可取g=9.8m/s2

t下 hm
v0 g
v02 2g
3.图像 v0 v
hm
v02 2g
t下
上升和下落过程完全对称
O t上
vt
t a上=a下=-g
经历的时间?
1.分段法 t (1 3)s 2.整体法
h
h
v0t
1 2
gt
2
ch2.匀变速直线运动的研究
◆竖直上抛运动 ◆竖直上抛运动的处理方法
【变式】一个氢气球以a=2m/s2 的加速度由静止从地面竖直上 升,10s末从气球上掉下一物体, 求:
(1)此物体最高可上升到距地面 多高处? H=h1+h2=120m (2)此重物从氢气球上掉下后,经 多长时间落回地面? t 2(1 6)s
上升过程:
初速度为 v0(↑), 加速度 a=- g的匀减 速运动
下降过程:
初速度为0, 加速度a=g 的匀加速运 动
上升和下落过程完全对称(下落过程是上升的逆过程)
ch2.匀变速直线运动的研究
◆竖直上抛运动
eg1.已知从地面竖直上抛某物体,初速度为v0,不计空气阻力.求:
⑴上升时间t上 及下落时间t下; ⑵上升最大高度h;
(2)运动的性质(一般规定:竖直向上为正方向)
初速度v0 >0,加速度a=-g的匀减速直线运动
(3)运动的规律
vt v0 at
vt v0 gt
v0>0 a=-g
vt 2 v02 2ax v (4)v-t图像
vt 2 v02 2gh
O
t
a上=a下=-g
ch2.匀变速直线运动的研究
◆竖直上抛运动
(忽略空气阻力,g取10m/s2)
h2 v0

.
1. 速度对称
上升和下降过程经过同一位置时的速度大小相等、方向相反
.
2. 时间对称
上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等
.
典例剖析
例 2、以 v0=20m/s 的速度竖直上抛一小球， 2s 后以同一初速度在同一位置上抛另一小球，则两 球相遇处离抛出点的高度是多少？
解析：
（ 1）根据速度对称性得：
2
2
h=-150m,a=-g, 根据 vt -v 0 =-2gh 得 v t =
v
2 0
2gh =
52
2 10 （ 150）m/s=55m/s
又 h= v t v 0 × t 2
2h 2 150
t
s 6s .
vt v 0
55 5
二、运用对称性巧解竖直上抛问题
技法讲解
竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性，包括速度对称和时间对称
竖直上抛运动
知识讲解 1. 概念 : 将物体以一定的初速度竖直向上抛出去 , 物体只在重力作用下的运动叫竖直上抛运动 . 2. 基本特征 : 只受重力作用且初速度竖直向上 , 以初速度方向为正方向则 a=-g. 3. 竖直上抛运动的基本规律 速度公式 :v=v 0-gt
12
位移公式 :x=v 0t- gt
. 整体分析法较为抽象，但对运
动实质理解得较为透彻，具体运算简便（运用时需要特别注意公式的矢量性）
.
解题技法
一、竖直上抛运动的基本处理方法
技法讲解
处理竖直上抛运动的基本方法有两种 : 分段法和整体法 .
1. 分段法 : 把竖直上抛运动分为两段 : 上升阶段和下降阶段 . 上升阶段可以看作初速度为 v 0、末速

高一物理上学期 第二章 匀变速直线运动的研究 2-9竖直上抛运动
一、复习： 例：一小球从高度 45m 的高处下落，求： （1）落到地面用了多少时间？ （2）到达地面时的速度是多大？（g 取 10m/s2）
解： (1)h= 1 gt 2 (2) gt 30m / s
2 t 2h 3s
g
v0=0 h=45m (1)t=?
H 40m
x 40m
h1 H
t2
下落：υ2=√022g=（2ghh12+H）=3取0m取υ/sυ=－=－303m0 /ms（/s方（向方：向竖：直向向下下））
t2=υ/g02=3s2gh2 ∴∴ttt2===ttυ11++tt/22g==44=ss3s
=30m/（（ （s 222）））由由由υx==xυυ=00υ t++aa0ttt2得+/2a：得t2：/2 得： 即即 即：：：t－=－（404υ=0＋－=1＋ υ0t0－1）05/t(t－ －2 g5) t2 =(t[(－ －t－3404)－()(（t＋ t＋ ＋212)0=)）=00]/(－10) s =4s；
下落：t2=√2（h1+H）/g =1.4s (5t－9)( t＋1)=0
∴t=t1+t2=1.8s
∴t1=1.8s，t2=－1s(舍去)
谢谢大家！
例题：一人站在 40m 高的塔上以 10m/s 的初速度竖直
向上抛出一小球，求：
（1）小落地速度大小是多少？
（2）小球整个运动过程的时间多大？
解解解法法法二一一：：：(整((分分段法段段)法法取))向下为正，解解法法二二：：((整整段段法法)) 取取向向上上为为正正，， 上上（υ∴下12υ升升降—）=（：：：由±－tυυ3hht110=111=2===m0—υυ√υ）υ/υs002/200=/g022gg＋2//==22（=22gg11a×=hsxs=1；51；0得5+m×mH（：）＋=430）0（ υ ∴ （m12υ 1/—） ）s =（由 由±＋υ υ30122m0— —）/υ υs2=00－22==222aa×xx10得 得×（： ：－40） 下取υ落=：＋3υt20=m=υ√/s（/g2方g=（向3s：h1竖+直H）向下=3）取0mυ取/s=υ－=3－03m0/ms（/s方（向方：向竖：直向向下下）） （（22））∴由由υtt2===txυ1υ=+0tυ/+2g=a=0t43t得s+sa：t2/2 得：（（ （222）））由由由 υx==xυυ=00υ +t+aat0tt得2+/2a：得t2/：2 得： 故即=故即(∴故t[－＋：：：：：t（1（（3t4=∴0=1＋)（－11）4(t））s4υ（t=υ，＋0tυυ－－=1=+3t2－υ1==0t)102m33==0=）1）00/0－4s0mm]（s//t((2＋//＋＋2sss）（（g15()0t舍22)=t））s42去s=tt4==s)；44即=即=故∴ 即 即 (∴ ss[[t－(：－：：－ ：tt故： t（－ 3t131t=－04=0：1==－ （－4（－)（）444()0υ（sυ（(s14υt=， ， ）＋ 0t－＋＋－＋=＋ =υ3tt2υ11υ1＋ 02010)10=m==0）=t)0）3）－1）=－ /0－ 0s]0]0m（//5//((t((2－－2－ －－/t2ss2s（）g1g1(5()0)0舍 2t舍 ))=t）s2s4去 去 =st==44)4s)s；s；