动,向下做自由落体运动.竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性:
(1)速度对称:上升和下降过程经过同一位置时速度等大,反向.
(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.
案例4竖直上抛一物体,上升的最大高度为5 m,求:抛出时的初速度大小.(g取10 m/s2)
【剖析】 因为从上抛最大高度自由下落的末速度与抛出时初速度大小相等,所以初速
v0=vt==m/s=10 m/s.
【答案】10 m/s
【规律小结】 竖直上抛的物体可以等效为自由落体的反过程,与自由下落过程具有对称性.
三、自由落体运动规律
实验证明:亚里士多德没有认识到空气阻力对运动物体的影响,从而得出错误的结论.事实上,物体下落过程中的运动情况与物体所受的重力无关,石头明显比树叶下落得快,硬币比展开的纸片下落得快,那是因为它们受到的空气阻力与自身重力的比例是不一样的.
案例5在忽略空气阻力的条件下,让一轻一重的两块石块由静止从不同高度同时自由落下,则( )
A.一定是重的下落得快,先落地
B.在它们下落过程中的任意时刻,它们一定具有相同的速度
C.在整个下落过程中,从比较高处下落的石块具有的平均速度和位移都大
D.它们从静止开始下落相同的高度或相同的时间具有相同的速度
【剖析】 当忽略空气阻力时,物体下落快慢是相同的,与它们的重力无关,所以选项A是错误的.在上一章,我们知道用速度来描述物体运动的快慢,既然物体下落快慢相同,那么从开始下落经相同时间后它们的速度也应该是相同的,所以B是正确的.在较低的石块落地之前,它们每一时刻的速度都是相同的,所以D是正确的,并且,在这个过程中它们的平均速度也是相同的;而它落地之后,另一块的速度越来越大,所以那块从较高处下落的石块具有的平均速度较大,即C是正确的.
【答案】BCD
【规律小结】 如何比较物体下落快慢呢?由v=可知,如果有相同的位移或相同的时间时就可以用平均速度来比较快慢,但当位移和时间都不同时就不能简单地用平均速度来比较快慢了.为了在实验中更直观地观察现象,在比较物体运动快慢的实验中多数采取从相同高度下落.
活学巧用
1.关于重力加速度下列四种说法正确的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B.重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小
C.重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢
D.轻、重物体的重力加速度不同
思路解析:物体运动的快慢是由速度的大小来决定的,与加速度的大小无关,加速度是用来描述速度变化快慢的物理量.物体的轻重无论是否相同,它们自由下落时的加速度都是相同的,为重力加速度g.所以只有C是正确的.
答案:C
2.为了测出桥面的高度,让一石块从桥面自由落下,经2 s看到激起水波,求桥面离水面的高度.