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02 匀变速直线运动的研究
[-考点-04-] 竖直上抛运动
一、竖直上抛运动
将一个物体以某一初速度v0竖直向上抛出,抛出的物体只在重力作用下运动,这种运动就
是竖直上抛运动.
二、竖直上抛运动的实质
初速度v0≠0、加速度a=-g 的匀变速直线运动(通常规定初速度v0的方向为正方向,g 为
重力加速度的大小).
三、竖直上抛运动的v-t 图像
四、竖直上抛运动的规律
速度公式:v=v0-gt―――→ t 上=.
位移公式:h=v0t-gt2――――――→t 总=.
速度与位移关系式:v2-v0
2=-2gh――――――→H=.
五、竖直上抛运动的特点
(1)对称性
①时间对称性:对同一段距离,上升过程和下降过程所用时间相等,tAB=tBA,tOC=tCO.
②速度对称性:上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等,方向相反,vB=-
vB′,vA=-vA′.(如图所示)
(2)多解性
通过某一点可能对应两个时刻,即物体可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段.
竖直上抛运动的处理方法
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分段分析法
上升阶段是初速度为v0、a=-g 的匀减速直线运动;下落阶段是自由落
体运动
全过程分析法
全过程看作初速度为v0、a=-g 的匀变速直线运动
(1)v>0 时,上升阶段;v<0,下落阶段
(2)x>0 时,物体在抛出点的上方;x<0 时,物体在抛出点的下方
典例气球下挂一重物,以v0=10 m/s 的速度匀速上升,当到达离地面高175 m 处时,悬挂
重物的绳子突然断裂,那么重物再经多长时间落到地面?落地前瞬间的速度多大?(空气阻
力不计,g 取10 m/s2)
1.将一物体(距地面足够高)以20 m/s 的初速度竖直向上抛出,经过t 时间物体到抛出点的
距离为25 m,忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,则t 为( )
A.2 s B.4 s C.5 s D.(2+) s
2.(2023·天津河西·高一统考期末)某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,他采用
背越式跳高,起跳后身体横着恰能越过2.0m 高的横杆。据此可估算出他起跳时竖直向上的
速度大约为( )
A.2m/s
B.4m/s
C.6m/s
D.8m/s
3.将一小球从足够高的塔顶以某初速度竖直向上抛出,经时间t=2 s 小球的速度大小为v
=5 m/s,忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2.则下列说法正确的是( )
A.初速度大小一定为15 m/s,2 s 末小球在抛出点上方10 m 处
B.初速度大小一定为15 m/s,2 s 末小球在抛出点下方10 m 处
C.初速度大小可能为25 m/s,2 s 末小球在抛出点上方30 m 处
D.初速度大小可能为25 m/s,2 s 末小球在抛出点下方30 m 处
4.如图所示,将一小球以10 m/s 的初速度在某高台边缘竖直上抛,不计空气阻力,取抛出
点为坐标原点,向上为坐标轴正方向,g 取10 m/s2,则3 s 内小球运动的( )
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A.路程为25 m
B.位移为15 m
C.速度改变量为30 m/s
D.平均速度为5 m/s
5.离地面高度100 m 处有两只气球正在以同样大小的速率5 m/s 分别匀速上升和匀速下降
此时在这两只气球上各同时落下一个物体.问这两个物体落到地面的时间差为(g=10 m/s2)
( )
A.0
B.1 s
C.2 s
D.0.5 s
6.一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 的时间间隔是
TA,两次经过一个较高点B 的时间间隔是TB,则A、B 两点之间的距离为(重力加速度为g)(
)
A.g(TA
2-TB
2)
B.g(TA
2-TB
2)
C.g(TA
2-TB
2)
D.g(TA-TB)
7.一个从地面上竖直上抛的物体,它两次经过一个较低点A 的时间间隔是5 s,两次经过一
个较高点B 的时间间隔是3 s,则A、B 之间的距离是(不计空气阻力,g=10 m/s2)( )
A.80 m
B.40 m
C.20 m
D.无法确定
8.(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(
)
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向竖直向上
C.速度改变量的大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向竖直向上
9.(2023·太和一中·调研)不计空气阻力情形下将一物体以一定的初速度竖直上抛,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设置一水平挡板,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( )
A.0.2t
B.0.3t
C.0.5t
D.0.6t
10.(2023·辽宁沈阳·校考阶段)在离地高h 处,同时竖直向下和竖直向上抛出各一个小球,
其中小球初速度大小均为v0,不计空气阻力,重力加速度为g,两球落地的时间差为( )
A.
B.
C.
D.
11.(多选)某人在高层楼房的阳台上以20 m/s 的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到
离抛出点15 m 处时,所经历的时间可能是(不计空气阻力,g 取10 m/s2)( )
A.1 s B.2 s C.3 s D.(2+) s
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12.(多选)如图所示,乙球静止于地面上,甲球位于乙球正上方h 处,现从地面上竖直上抛
乙球,初速度v0=10 m/s,同时让甲球自由下落,不计空气阻力.(取g=10 m/s2,甲、乙
两球可看作质点)下列说法正确的是( )
A.无论h 为何值,甲、乙两球一定能在空中相遇
B.当h=10 m 时,乙球恰好在最高点与甲球相遇
C.当h=15 m 时,乙球能在下落过程中与甲球相遇
D.当h<10 m 时,乙球能在上升过程中与甲球相遇
13.(多选)物体以初速度v0竖直上抛,经3 s 到达最高点,空气阻力不计,g 取10 m/s2,则
下列说法正确的是( )
A.物体的初速度v0为60 m/s
B.物体上升的最大高度为45 m
C.物体在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内的平均速度之比为5∶3∶1
D.物体在前1 s 内、前2 s 内、前3 s 内的平均速度之比为9∶4∶1
14.(2021·常熟市高一期中)东京奥运会上,全红婵一鸣惊人,作为中国奥运代表团最年轻的
运动员,以创纪录的成绩夺得10 米跳台冠军,让五星红旗高高飘扬在东京水上运动中心上
空.假设全红婵从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举起双臂竖直离开台面,此时其重心
位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m 到最高点,落水时身体竖直,手先入水
(此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),(g=10 m/s2,≈1.45).求:
(1)运动员起跳时的速度v0的大小;
(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t.
15.某校一课外活动小组自制了一枚火箭,设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动
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火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4 s 到达离地面40 m 高处时燃料恰好用完,若
不计空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)火箭从发射到返回发射点的时间(结果保留三位有效数字).
16.(2023·云南红河·高一校考)杂技演员在表演时,将一毛绒球竖直向上抛出,毛绒球向上
运动的过程中速度v 与位移x 的关系式为v
。规定竖直向上为正方向,关于
物体该过程的初速度v0、加速度a、上升的最大高度h 及运动到最高点的时间t,下列说法
正确的是( )
A.
,
B.v0=5 m/s,
C.
,
D.v0=5 m/s,
17.(多选)(2023·河北石家庄·高一校考)某同学利用一根原长远远小于树高的弹簧和手机粗
略测量了大树的高度。该同学将弹簧竖直固定在地面上,压缩一定程度后将一弹丸由静止
弹射出去,调整弹簧压缩量,直到弹丸能刚好到达与树顶等高处后开始下落,用手机测出
此过程中弹丸从离开弹簧到回到地面所用的时间t,忽略弹丸所受空气阻力和计时误差,重
力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.大树的高度约为
B.弹丸离开弹簧后的
时间内,上升的高度是树高的
C.将弹丸运动的时间平均分成三段,第二段时间内弹丸的位移为0
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D.弹丸上升高度是树高的一半时,需要的时间为
18.(2023·高一课时练习)小球从高
处自由落下,着地后跳起,又落下,每次与地
面相碰后,跳起速率为着地速率的,求小球从开始下落到停止运动所经历的总时间及通过
的总路程(不计空气阻力).
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