高一物理自由落体运动易错点(自由落体运动相关原理在实际求解问题中的灵活应用)

导语:自由落体运动的基本运动原理是比较好理解的,因为在物理做自由落体运动过程中,初速度为零,仅受重力作用,物体运动的加速度就是重力加速度g。在高考物理真题中,直接运用自由落体运动的题型少之又少。但是如何将题目简化为自由落体运动,提升做题的技巧和效率,是我们需要探索研究和必须掌握的做题技巧。今天,我们通过对2019年高考理综全国卷1物理真题的讲解,引导大家如何在解决实际问题中将过程简化,从而掌握做题技巧,提升做题效率,下面我将对该例题进行详细讲解。

如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H,上升第一个H/4所用的时间为t1,第四个H/4所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足

高一物理自由落体运动易错点(自由落体运动相关原理在实际求解问题中的灵活应用)(1)

高一物理自由落体运动易错点(自由落体运动相关原理在实际求解问题中的灵活应用)(2)

解析:

运动员在起跳离开地面后,由于不计空气阻力,仅受重力作用,因此加速度为重力加速度g,方向竖直向下。在加速度不变的运动过程中,在离地面任一相同的位置,上升和下降过程的速度大小相同,方向相反。由于运动员在重心上升高度为H时速度减为0,然后开始在仅受重力作用下自由下落,H为运动员离开地面后上升的最高点。所以在解答此题时,可以将问题简化为运动员从最高点下落,做仅受重力作用,初速度为零的自由落体运动,距离地面第四个H/4,相当于自由落体的第一个H/4,所用的时间为t2,上升的第一个H/4所用的时间为t1,相当于自由落体高度为H所用的时间与自由落体高度为3H/4所用的时间之差。

高一物理自由落体运动易错点(自由落体运动相关原理在实际求解问题中的灵活应用)(3)

通过计算,分别得到下落H/4,3H/4,H所用的时间,特别是上升的第一个H/4所用的时间恰好为自由落体下落H所用时间减去下落3H/4所用的时间,最后将两个时间做比后不难求得。

解:因为运动员在离开地面后不计空气阻力仅受重力作用,运动员在重心上升到高度为H时速度恰好为零。且在仅受重力作用下,人在上升和下降的过程中,离开地面同一任意高度,上升速度和下降速度大小相等,在任意高度,匀减速达到最高点和从最高点匀加速达到该速度时,所用的时间相同。所以第四个H/4所用的时间t2,恰好为人在高度为H的位置自由下落第一个H/4所用的时间相同,假设该时间为T1,

高一物理自由落体运动易错点(自由落体运动相关原理在实际求解问题中的灵活应用)(4)

第一个H/4所用的时间t1为人在高度为H的位置自由下落H与自由下落3H/4所用的时间之差。假设下落H所用的时间为T3,下落3H/4所用的时间为T2,

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根据自由落体的位移公式

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