最新整理高三物理20 高考物理复习：自由落体运动
和竖直上抛运动
第三课时自由落体运动和竖直上抛运动 教学要求
1．了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法；知道自由落体的概念
2．掌握自由落体运动和竖直上抛运动的规律并能用来解决一些实际问题。 知识再现
一、自由落体运动
1.定义：只受重力作用，从静止开始下落的运动。 2.特点：
①只受一个力，即重力. ②初速v0＝0，且加速度a＝g. ③方向竖直向下
3.性质：初速为零的匀加速直线运动. 二、自由落体运动的规律
自由落体运动时可以看成是匀变速直线运动在初速v0＝0，加速度a＝g时的一种特例.因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般公式来推导：
速度公式：v1＝gt；
位移公式：h＝gt2/2；vt2=2gh 三、竖直上抛运动
1．物体获得竖直向上的初速度υ0后仅在重力作用下的运动。
2．特点：只受重力作用且与初速度方向反向，以初速方向为正方向则a=-g
3．运动规律：υt=υ0-gt； h=υ0t-gt2/2；υt2=υt2-2gh
自由落体加速度的方向始终竖直向下，其大小与在地球上的位置和高度有关(通常不考虑高度的影响)，在地面上自赤道到两极，重力加速度逐渐变大，通常在计算中取g＝9.8m/s2≈10m/s2。
知识点一对自由落体运动的理解
自由落体运动实际上是一种理想化模型，必须同时满足两个条件：只受重力、初速为零。
在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，也就是说，一切物体自由下落时的快慢都相同。平时看到轻重不同、密度不同的物体下落时快慢不同，是由于它们受到的阻力不同的缘故。
应用1（华南师大附中 高三综合测试）为了测定某建筑物的高度，从其顶上自由落下一光滑的小石子，除了知道当地的重力加速度以外，还需要知道下述哪个量（）
A．第一秒的末速度B．第一秒内的位移 C．最后一秒的位移D．最后一秒的初速度 导示:选CD。
若知道第一秒的末速度或第一秒内的位移无法求出建筑物的高度，故A、B错误。
若知道最后1秒的位移，可以根据平均速度公式求出最后1秒中点时刻的瞬时速度v，则物体落地时间t=v/g+0.5，则建筑物高h=gt2/2。C正确。
若知道最后一秒的初速度v0，则物体落地时速度vt=v0+g×1，则建筑物高h=vt2/2g。D正确。
本题的关键是灵活应用自由落体运动的规律，要注意，自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动，前面介绍的匀变速直线运动的所有规律都适用。
知识点二对竖直上抛运动的分析和处理
对于竖直上抛运动，有分段分析法和整体法两种处理方法。分段法以物体上升到最高点为运动的分界点，根据可逆性可得t上=t下=υ0/g，上升最大高度H=υ02/2g，同一高度速度大小相等，方向相反。整体法是以抛出点为计时起点，速度、位移用下列公式求解：υt=υ0-gt；h=υ0t-gt2/2。
应用2（常州高中 高考物理模拟卷）以速度V上升的电梯内竖直向上抛出一球，电梯内观察者看见小球经时间t后到达最高点，则（）
A、电梯中的人看见球抛出时的初速度V0=gt B、地面的人所见球抛出时的速度为V0=gt； C、地面上的人看见球上升的最大高度h=1/2gt2； D、地面上的人看见球上升的时间也为t；
导示:选A。本题关键是注意参照物的选取，以电梯为参照物时，物体的初速度应为V0=gt；而从地面看，物体的初速则为V0′=v+gt。故地面上的人看见球上升的时间应该为t′=V0′/g；地面上的人看见球上升的最大高度h′=V0′2/2g。
类型一自由落体运动规律的应用
例1在2008奥运场馆建设中，建筑工人安装搭手架进行高空作业，有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一根长5m的铁杆在竖直状态下脱落了，使其做自由落体运动，铁杆在下落过程中经过某一层面的时间为0.2s，试求铁杆下落时其下端到该楼层的高度？（g=10m/s2,不计层面的厚度）
导示:根据题意，如图可知运动过程，题目明确告诉的已知物理量是：a=g、