- 匀变速直线运动的研究
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从地面竖直上抛一个质量为m的物体,初速度为v0,不计空气阻力,取地面物体的重力势能为零,当物体的重力势能是其动能3倍时,物体离地面的高度为( )
正确答案
解析
解:设物体离地面的高度为H,且速度为v,由题意知:
mgH=3
再由匀变速直线运动规律得:
得H=
故选 B
在不计空气阻力的情况下,某物体以30m/s的初速度从地面竖直上抛,则(重力加速度g 取10m/s2)( )
正确答案
解析
解:A、竖直上抛运动是初速度向上,加速度向下的匀变速直线运动,而对于匀变速直线运动,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,故前4s内的平均速度等于第2s末的瞬时速度,故,故A正确;
B、根据平均速度公式,前4s位移为,故B错误;
C、对于匀变速直线运动,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,故第2s末到第4s末物体的平均速度等于第3s末的瞬时速度,根据速度时间公式,有:,故C错误;
D、加速度为g,向下,故第2s内和第4s内物体的速度改变量△v=g•△t=10×1=10m/s,故D错误;
故选A.
一个氢气球以10m/s的速度从地面匀速上升,7.5s末从气球上面掉下一重物,此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从氢气球上掉下后,经多长时间落回到地面?(忽略空气阻力,g取10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)7.5s末重物的速度为:v=10m/s;
7.5s内上升的高度为:h=v0t=10×7.5=75m;
从气球脱离后上升的高度为:;
则距离地面的最大高度为:H=75m+5m=80m;
(2)物体从气球上脱落后上升所用时间:;
设从最高点下落到地面的时间为t″,则:
,解得:t″=4s;
则t总=1s+4s=5s;
答:此重物最高可上升到距地面80m处;此重物从氢气球上掉下后,经5s落回地面.
从地面上以比较大的初速竖直上抛小球A,1s后从同一点以同样大小的初速竖直上抛小球B,两球在上升过程中,两球间距( )
正确答案
解析
解:设B球抛出时开始计时:
经过时间t,B的位移为:
xB=v0t-
A球做的是初速度为v0的上抛运动:
所以A的位移为:
xA=v0(t+1)-
所以两球的距离是:
xA-xB=v0(t+1)--v0t+
=
所以随着时间的增加:△x=,其中:v0和
不变,gt逐渐变大,故两球的距离在不断减小
故选:C
一小球以v0=15m/s的初速度竖直向上抛出,当小球运动到M处时,其动能恰为重力势能的一半,若小球所受的空气阻力不计,g取10m/s2,以抛出点为重力势能零点,则M处离抛出点的高度为( )
正确答案
解析
解:设在抛出点上方h高处,其动能恰为重力势能的一半,根据机械能守恒定律得:
=mgh+
又=
故解得:=
=7.5m
故选:C
一物体自空中某点竖直向上抛出,1s后物体的速率为4m/s,不计空气阻力,g取10m/s2,设竖直向上为正方向,则在这1s内物体的位移可能是( )
正确答案
解析
解:若末速度的方向向上,则初速度:v0=v+gt得:v0=v+gt=4+10×1=14m/s,
物体的位移:m
若末速度的方向向下,则由:v=v0-gt得:v0=gt+v=10×1-4=6m/s,
物体的位移:m
故选:AB
某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,(g取10m/s2)物体上升的最大高度为______m,物体在抛出5s内位移大小为______m,5s时物体速度大小为______m/s.
正确答案
45
25
20
解析
解:物体到达最高点时速度为0,由0-=-2gH得
最大高度H==
m=45m
抛出后5s物体的位移为x=v0t-=30×5-
m=25m
5s时物体速度大小为v=v0-gt=30-10×5=-20m/s,负号表示速度方向竖直向下,速度大小为20m/s.
故答案为:45,25,20
将物体从地面以20/s的速度竖直上抛,不计空气阻力,当它的位移为15m时,经历时间和此时的速度分别为(g取10m/s2,以向上为正方向)( )
正确答案
解析
解:由竖直上抛运动的位移与时间的关系得:
即:15m=20m/s×t-×10m/s2×t2解得:t=1s或3s;
当物体向上经15m时,t=1s;当物体向下返回15m时,t=3s
又由竖直上抛运动的速度与时间的关系:v=v0-gt得:
将t等于1s和3s分别代入:v=10m/s或-10m/s;
当物体向上经15m时,v=10m/s;当物体向下返回15m时,v=-10m/s.
故选:AC.
(2016•上海模拟)一个小球做竖直上抛运动,与某一给定的位移对应的时刻( )
正确答案
解析
解:小球做竖直上抛运动的过程中,先向上做减速运动,到达最高点后向下做自由落体运动,所以,若给某一位移,在在最高点对应的时刻是一个,在其他的位置,对应的时刻有两个.上升和下落过程中通过同一位置时,初末位置相同,位移也相同,只是速度的方向不同.
故选:B
某人在距离地面20m的阳台上,伸出手把一个小球竖直向上抛出,1s后小球到达最高点.如图所示的是前1.5s小球的高度h随时间t变化的关系图线.当t=3s时,小球距离地面的高度是______m(不计空气阻力).
正确答案
5
解析
解:由图可知,上升到最高点用时1s,且上升的距离是s=25-20=5米,
由位移公式有:v0t-=s
代入解得:v0=10m/s
当t=3s时,代入上式得位移为:
s′=v0t=10×3-
×10×32=-15m
即它在抛出点下方15米处,所以小球距地面的高度是:
h′=20-15=5m
故答案为:5.
一杂技演员,用一只手抛球.他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外,空中总有四个球,将球的运动看作是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:根据竖直上抛的对称性可知,空中的四个球,有两个在上升,两个下降,由于每隔0.4s抛一个,因此从抛出到最高点时间为t=0.8s,
所以上升最大高度:m,故ABD错误,C正确.
故选C.
将一个小球竖直向上抛出,当它达到最大高度的8/9时速度大小为10m/s,则小球上升的最大高度为______m,小球抛出时的速度大小为______m/s.
正确答案
45
30
解析
解:最后段过程,根据速度位移关系公式,得到:
;
故总的高度为:h=9x1=45m;
对上抛的整个过程,根据速度位移关系公式,得到;
故答案为:45,30.
A球自距地面高h处开始自由下落,同时B球以初速度v0从地面正对A球竖直上抛,空气阻力不计.则( )
正确答案
解析
解:B、设B上升时间为t1,则:t1=,故只有最高点相遇时间为
,故B错误.
C、若在B上升阶段两球相遇,则:
最低相遇位置为,h=0,则在抛出点相遇;
最高相遇位置为B球上升的最高点,
此时:h=
故若要在B球上升时两球相遇0<h≤;故C错误.
D、若要在B球下落时两球相遇,H的最小值要大于;
而最大值必须满足,在B落地时AB相遇,由竖直上抛对称性可知,此过程经历的时间为B上升时间的两倍,即为2t1,故:
h==2
故若要在B球下降时两球相遇<h≤2
;故D正确.
A、根据以上分析知若h>2则不会相遇,故A错误.
故选:D
一气球匀速竖直上升,在105m高处时,一重物由气球里掉落,重物经5s落到地面,则气球匀速上升的速度大小为(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:设向上为正方向,则位移x=-105m,g=-10m/s2,运动时间t=5s,
由位移公式x=v0t+at2得
-105=5v0-5×25
解得:v0=4m/s
故选:A
从离地面4m高处竖直向上抛出一个小球,它上升6m后回落,最后到达地面.此过程中( )
正确答案
解析
解:物体上升过称的路程为6m,最高点离地高度为4+6秒0m,故总路程为:6+6+4+=16m
位移是从抛出点到地面的有向线段:大小为4m,方向竖直向下
故选:C.
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