- 匀变速直线运动的研究
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以v0=20m/s的速度竖直上抛一小球,经2s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球.g取10m/s2,则两球相碰处离出发点的高度是( )
正确答案
解析
解:先判断先竖直上抛的小球到达最高点用的时间t==2s,所以另一小球抛出时,它恰好在最高点将要做自由落体运动.
设第二个小球抛出后经ts后相遇,根据位移大小相等有:
解得:t=1s
故两球相碰处离出发点的高度:=20×
=15m
故选:B.
气球以10m/s的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个物体,经17s到达地面.物体刚脱离气球时气球的高度H=______M,到达地面的速度是V=______m/s.(g=10m/s2)
正确答案
1275
160
解析
解:选竖直向上为正方向,由得:
h=10×17-5×17×17=-1275m,负号说明位移方向竖直向下,即:高度为1275m.
由:v=v0-gt得:
v=10-10×17=-160m/s,即:速度大小为:160m/s
故答案为:1275;160
在地面上方35m处,将一个小球A以v0=30m/s初速度竖直上抛,起抛时刻记为零时刻.
(不考虑空气阻力,g=10m/s2)
(1)小球A上升到最高点所需要的时间?
(2)小球A从抛出到落地所需要的时间?
(3)再过多少时间小球A在空中瞬时速度大小为10m/s?
(4)某时刻,将另一小球B从小球A正下方的地面,以v0′=20m/s的初速度竖直上抛. B比A迟多久抛出,A、B两球能在空中相遇?
正确答案
解析
解:规定向上为正方向,
(1)在最高点,速度为零,故t=
(2)由x=gt′2
代入数据得:-35=30t′-5t′2
解得:t′=7s或t′=-1s(舍去)
(3)如果速度为10m/s时,
如果速度为-10m/s时,
(4)最大时间差为A落地时B刚抛出,B比A推迟抛出的最小时间为两球同时落地,故:tmax=t′=7s
B球X向上运动的总时间为T=
tmin=t′-2T=7-4s=3s
答:(1)小球A上升到最高点所需要的时间为3s;
(2)小球A从抛出到落地所需要的时间7s
(3)再过2s或4s小球A在空中瞬时速度大小为10m/s
(4)B比A迟大于2s小于7s抛出,A、B两球能在空中相遇
将一个小球以某一初速度竖直上抛,空气阻力与速度大小成正比,且始终小于小球的重力.从抛出到落回抛出点的全过程中,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于空气阻力的影响,球上升和下降经过同一高度处时,一定是上升的速度大于下降的速度,因此上升过程的平均速度一定大;故上升经历的时间一定小于下降经历的时间;故A正确;
B、C、无论上升还是下降,合力始终向下,上升过程mg+kv=ma,v减小因此a减小;
下降过mg-kv=ma,v增大因此a减小;
即小球的加速度一直减小,故B正确,C错误;
D、最高点处速度为零,加速度为g,故D错误;
故选:AB.
(2015秋•海口校级月考)一小球以某一初速度竖直向上抛出,两次经过一较低点P的时间间隔为T1,两次经过一较高点Q的时间间隔为T2.不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等,故物体从最高点到P和Q的时间分别为和
,故A与B间的位移为:
=
,故A正确,B错误;
C、因为抛出点到P的时间、位移、以及抛出时的速度都是未知量,所以不能计算出物体做竖直上抛运动的最大高度.故C错误;
D、物体从Q继续上升的位移:,故D正确;
故选:AD
把质量为m的物体从地面竖直向上抛出,抛出时物体的初动能为Ek0,物体从抛出到落回地面的过程中受到空气阻力的大小恒为重力的0.2倍,求:
(1)物体可上升的最大高度H;
(2)物体运动到高度H处的动能.
正确答案
解析
解:(1)对于物体的上升过程,由动能定理得:
-(mg+f)H=0-Ek0;
又 f=0.2mg
得:H=
(2)从抛出到高度H处的过程,由动能定理得:
-(mg+f)H=Ek-Ek0;
则得:Ek=Ek0-0.6mgH=Ek0-0.6mg•=0.5Ek0;
答:(1)物体可上升的最大高度H为;
(2)物体运动到高度H处的动能是0.5Ek0.
关于竖直上抛运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、竖直上抛运动,上升过程中做匀减速运动,下降过程做匀加速运动,加速度不变,故A错误.
B、竖直上抛运动的过程中,上升过程和下降过程中的加速度相同,故B错误.
C、在最高点,速度为零,加速度不为零,故C错误.
D、竖直上抛运动的整个过程中加速度都为g,故D正确.
故选:D.
对于一个竖直上抛的物体,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、设物体上升的时间为t,最大高度为h,则h=,得:t=
根据动量定理得:△P=mgt=mg
可知:物体上升的高度增加一倍时,物体动量的变化增加(-1)倍,物体上升的时间增加一倍,则物体动量的变化也增加一倍,故A错误,B正确.
C、上升过程中物体受到的冲量即重力的冲量,方向竖直向下,故C错误.
D、从开始抛出到落回原处,速度的方向改变,则物体动量的变化不等于零,故D错误.
故选:B.
某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球,上升的最大高度离O点的距离为20m,然后落回到抛出点O下方25m处的B点,则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)( )
正确答案
解析
解:物体上升20m,由下降45m到达0点下方的B点,路程s=20+45m=65m.初位置到末位置的距离为25m,方向竖直向下,所以位移x=-25m.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g=10m/s2,试求:
(1)5s内物体经过的路程是多少?
(2)5s内物体的位移是多少?方向怎样?
(3)5s内物体的平均速度的大小是多少?方向怎样?
正确答案
解析
解:(1)物体上升的最大高度为h1==
m=45m,上升的时间为t1=
=
s=3s.
从最高点开始2s内下落的高度h2=gt22=
×10×22m=20m,所以5s内物体通过的路程为S=h1+h2=65m.
(2)根据x=v0t-gt2将t=5s代入解得:x=25m,方向向上.
(3)平均速度=
=
m/s=5m/s,方向竖直向上.
答:(1)5s内物体经过的路程是65m.(2)5s内物体的位移是25m,方向向上.(3)5s内物体的平均速度的大小是5m/s,方向竖直向上.
某同学观看跳台跳水比赛,一跳水运动员在离水面10m高的平台向上跃起,该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2m.假设运动员做竖直上抛运动,则该运动员在空中完成动作的时间大约为( )
正确答案
解析
解:(1)向上跃起运动员做竖直上抛运动,设到达最高点的时间t,由位移公式,有:
=
=0.2s
运动员从最高点开始做自由落体运动,下落的过程中满足:H+h=
解得:=
≈1.4s
因此,运动员从向上跃起开始算起可用于完成空中动作的时间为:
t=t1+t2=0.2+1.4=1.6s
故选:C
在室外以一定的初速度竖直上抛的弹性小球经过3s回到手中.第二次在室内以同样的初速度上抛,遇到天花板被弹回落到手中,所花时间是0.6s(碰撞时间不计,碰撞前后速度大小不变,g=10m/s2)则物体上抛的初速度是______ m/s,天花板离抛出点的高度是______m.
正确答案
解析
解:以一定的初速度竖直上抛的弹性小球经过3s回到手中,根据对称性,上升时间为1.5s,根据速度时间关系公式,有:
v0=v-at=0-(-10)×1.5=15m/s
第二次在室内以同样的初速度上抛,遇到天花板被弹回落到手中,所花时间是0.6s,根据对称性,上升时间为0.3s,根据位移时间关系公式,有:
h=v0t+=15×
=4.05m
故答案为:15,4.05.
把一个密度很大的小球竖直向上弹起,小球从地面开始做竖直上抛运动,测得小球从抛出到落回地面共用时间为t=3s,下列说法正确的是(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:球从抛出到落回地面共用时间为t=3s,根据对称性,小球上升和下落用的时间t1=1.5s
上升过程:由v=v0+at得:
0=v0-10×1.5解得:v0=15m/s,即:小球抛出的初速度大小为15m/s,故A错误.
由:v2=2gh可得,物体上升的最大高度h==11.25m,即:小球上升的最大高度为:11.25m,故B错误
全过程:由x=v0t-得:
前2s的位移为:x2=15×2-5×4=10m
第1s内的位移为:x1=15×1-5×1=10m
所以第2s内的位移为:10-10m=0m,即:小球第2s内的位移大小为0m,故C错误.
根据竖直上抛运动上升阶段和下落阶段具有对称性,所以第1s内的位移与落地前最后1s内的位移大小相等,故D正确
故选:D
甲、乙两物体在足够高的某一点同时以相同的速率v=0.5m/s 抛出,甲做竖直上抛运动,乙做竖直下抛运动,抛出1s时,甲、乙两物体相距(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:甲做竖直上抛运动,取竖直向上为正方向,则1s时其位移为:x甲=vt-=0.5×1-
=-0.75(m),负号表示甲下落到抛出点下方;
乙做竖直上抛运动,则1s时其位移为:x乙=vt+=0.5×1+
=1.75(m);
故抛出1s时,甲、乙两物体相距为 s=x乙-|x甲|=1.75m-0.75m=1m
故选:A
从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球,经过时间t皮球落回地面,落地时皮球速度的大小为v2.已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,重力加速度大小为g.下面给出时间t的四个表达式中只有一个可能是合理的,你可能不会将具体的时间t求出来,但是你可以通过一定的分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,t的表达式可能为( )
正确答案
解析
解:A、时间的单位为s,而A答案单位为m,故A错误
B、下降过程物体做加速运动,若忽略次要因素(空气阻力)时间约为,而上升阶段做匀减速运动,同理忽略次要因素,时间约为
,故总时间约为
,故B错误
C、有B分析知,C错误
D、有B分析知,D正确
故选D
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