- 匀变速直线运动的研究
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以初速度V0竖直上抛一个小球,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:物体做竖直上抛运动,其加速度大小始终为g,方向竖直向下,上升阶段:匀减速直线运动,达到最高点时速度为零,加速度还是g,
A、由t=,可得到达最高点的时间t=
,故A正确;
B、根据位移公式h=,得:上升的最大高度hmax=
,故B错误;
C、根据竖直上抛运动的对称性,小球回到抛出点的速度等于初速度,故C正确;
D、根据竖直上抛运动的对称性,小球回到抛出点的是上升时间的2倍,即.故D正确.
本题要求选择错误的,故选:B
杂技演员把3个球依次竖直向上抛出,形成连续的循环.在循环中,他每抛出一球后,再过一段与刚抛出的球刚才在手中停留的时间相等的时间,又接到下一个球.这样,在总的循环过程中,便形成有时空中有3个球,有时空中有2个球,而演员手中则有一半时间内有1个球,有一半时间内没有球.设每个球上升的高度为1.25m,取g=10m/s2,则每个球每次在空中飞行的时间为______,每个球每次在手中停留的时间是______.
正确答案
解析
解:小球做竖直上抛运动,下降时间为:t1==
=0.5s;
根据竖直上抛运动的对称性,上升时间为:t2=t1=0.5s;
故竖直上抛运动的总时间为:t=t1+t2=1.0s;
演员手中有一半时间内有1个球,另一半时间没有球,说明的是球抛出前停留手中的时间与球抛出后到另外一个球落到手中的时间是相等的.
假设手中球抛出瞬间为起点计时,此时3个球都在空中;
1、到第一个球落入手中,需经过xs抛出,即第一个球停留手中的时间xs;
2、抛出第一个落入手中的球,到第二个球落入手中,需经过xs;
第二个球停留手中时间也是xs;
3、抛出第二个落入手中的球,到最后一个球落入手中(也就是我们第一次抛出的那个球落入手中),也需经过xs.
此时完成了一个循环.一共有5个x时间段.所以有5x=1s;
x=0.2s;
故答案为:1.0s,0.2s.
从同一地点以相同速度20m/s先后竖直上抛两个小球,第二个小球比第一个小球晚1s,小球抛出后经过多长时间与第一个小球相遇(空气阻力不计g=10m/s2)
正确答案
解析
解:设第二个小球抛出后经过t时间两球相遇.则有:
v0t-gt2=v0(t+1)-
g(t+1)2;
化简得:t=-0.5=
-0.5=1.5s
答:第二个小球抛出后经过1.5s时间与第一个小球相遇.
一位同学抱紧一只钢制饭盒由下蹲静止状态起跳再落地过程中,听到盒内一小物块与合壁先后两次撞击的声音,已知盒与人没有相对运动,且盒内只有这个小物块,人跳起过程中尽量上半身竖直,关于这两次撞击,正确的理解是( )
正确答案
解析
解:盒、人的上身和小物块三者起跳的初速度相同,但紧接着人的上身要带动原先没有速度的腿部加速,此过程中上半身及盒子做减速运动的加速度大于重力加速度g,而小物块做减速运动的加速度为g,减速慢,相对盒子上升而先撞上底,再撞下底.所以D正确,C错误.由题意,盒没有倾斜,小物块跟盒一起加速,不会有大于盒的初速度,所以AB都错.
故选:D
气球以1.0m/s2加速度由静止从地面竖直上升,10s末从气球上掉出一个体积很小的重物,若重物受到的空气阻力忽略不计,求:
(1)重物上升的最大高度;
(2)重物从气球上掉出之后到落回地面的时间.
正确答案
解析
解:(1)10s末重物的速度为:v=at=1×10=10m/s
10s内上升的高度为:h=at2=
×1×102=50m
从气球脱离后上升的高度为:h′==
=5m
则距离地面的最大高度为:H=h+h′=50m+5m=55m;
(2)物体从气球上脱落后上升所用时间:t′==
s=1s,
设从最高点下落到地面的时间为t″,则:
H=,t″=
=
≈3.3s
则t总=t′+t″=1s+3.3s=4.3s
答:
(1)重物上升的最大高度是55m;
(2)重物从气球上掉出之后到落回地面的时间是4.3s.
质量为m的物体以速度v0竖直上抛,物体落回地面时,速度大小为v0,设运动的过程中空气阻力大小不变,求:
(1)物体在运动过程中所受空气阻力的大小;
(2)物体以初速度2v0竖直上抛时的最大高度.
正确答案
解析
解:(1)根据,
得上升过程和下降过程中的加速度之比为:
,
根据牛顿第二定律得:
,
,
则,
解得:f=.
(2)根据牛顿第二定律得:
,
上升的最大高度为:
h=.
答:(1)物体在运动过程中所受空气阻力的大小为.
(2)物体以初速度2v0竖直上抛时的最大高度为.
龙鱼(鱼类的一种)可以跳出水面捕食,在一次捕食过程中,龙鱼发现一只昆虫从其正上方2m高的树叶上滑落,与此同时龙鱼以4m/s的速度上跳,经过时间t捕捉到这只昆虫.试回答以下问题 (g=10m/s2)
(1)时间t为多少?
(2)捕捉到昆虫时,龙鱼的速度?
(3)捕捉到昆虫时,龙鱼处于上升阶段还是下降阶段?此时距离水面多高?
正确答案
解析
解:(1)龙鱼做竖直上抛运动, ①
昆虫做自由落体运动, ②
又:h1+h2=h ③
联立①②③,代入数据解得:t=0.5s
(2)捕捉到昆虫时,龙鱼的速度:v=v0-gt=4-10×0.5=-1m/s
负号表示运动的方向与初速度的方向相反,是向下.
(3)龙鱼的高度:m
答:(1)时间t为0.5s;(2)捕捉到昆虫时,龙鱼的速度大小是1m/s,方向向下;(3)捕捉到昆虫时,龙鱼处于下降阶段,此时距离水面高1.75m.
(2015秋•烟台校级月考)在离地125米处小球A由静止开始下落,与此同时在A的正下方地面上以初速度V0竖直上抛另一个小球B.
(1)若A、B两同时落地,求A球落地时间t和B球上抛的最大高度H.
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,求B球上抛的初速度V0.
正确答案
解析
解:(1)A球落地的时间:
B球做竖直上抛运动,上升的时间与下落的时间相等,所以下落的时间:
B球下落的高度:
即B竖直上抛的最大高度是31.25m
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,设相遇的时间是t0,则A与B相遇时:
v0-gt0=0
代入数据得:t0=3.53s
所以:v0=gt0=10×3.53=35.3m/s
答:(1)若A、B两同时落地,A球落地时间t是5s,B球上抛的最大高度H是31.5m.
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,B球上抛的初速度等于35.3m/s.
以4m/s的初速度竖直向上抛出一小球,不计空气阻力,g取10m/s2,则小球回到出发点所需的时间为( )
正确答案
解析
解:物体上升过程用时t==
=0.4s;
因下落过程时间与上抛过程时间相等;故总时间为0.8s;
故选:D.
某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2,5s内物体的( )
正确答案
解析
解:A、B、物体上升的最大高度为h1==
m=45m,上升的时间为t1=
=3s,从最高点开始2s内下落的高度h2=
gt2=
×10×22m=20m,所以5s内物体通过的位移为S=h1-h2=25m,方向竖直向上;5s内物体通过的路程为S=h1+h2=65m,故A正确B正确;
C、由于是匀变速运动,则速度改变量:△v=at=gt=-10×5m/s=-50m/s.故C错误.
D、平均速度=
=
m/s=5m/s,方向竖直向上.故D正确.
故选:ABD.
一物体从某高处以10m/s的初速度竖直上抛,经3s落到水平地面上,求
(1)物体抛出点离地的高度
(2)最高点离地的高度.
正确答案
解析
解:取竖直向上为正方向,a=-g,v0=10m/s,设抛出点高度为h.
(1)根据位移时间关系公式知-h=v0t
即h=-10×=15m
(2)上升最大位移x==
=5m
故离地高度为H=h+x=20m
答:(1)物体抛出点离地的高度为15m;
(2)最高点离地的高度为20m.
小球每隔0.2s从同一高度抛出,不计空气阻力做初速为8m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰,g取10m/s2.则第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为( )
正确答案
解析
解:小球做竖直上抛运动,从抛出到落地的整个过程是匀变速运动,根据位移时间关系公式,有:则由x=v0t+at2
代入数据有:0=8t-
解得:t=0(舍去) 或 t=1.6s
每隔0.2s抛出一个小球,故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为:N=-1=
-1=7个
故选:C.
在某一高度以v0=50m/s的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10m/s时,以下判断正确的是(g取10m/s2)( )
正确答案
解析
解:A、若小球的速度变为10m/s,方向仍然向上,则其平均速度=
=30m/s,方向向上;故A正确;
B、由于A中情况可知,物体的运动时间可能为4s,平均速度向上;故B错误;
C、若向上第一次到达速度为10m/s,则位移x==120m; 若到最高后又返回至速度为10m/s,则位移为x′=120+
=125m;故CD错误;
故选:A.
跳伞运动员以5m/s的速度匀速竖直降落,在离地面h=10m的地方掉了一颗扣子,掉扣子后运动员仍以原速匀速下降,则跳伞员比扣子迟着陆的时间为(不计空气阻力对扣子的作用,g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:v0=5m/s,a=g=10m/s2,h=10m
由h=v0t+
得:10=5t+×10×t2
解得:t1=1s,t2=-2s(舍去)
运动员下落的时间为:t3==
=2s
所以跳伞员此扣子晚着陆的时间为:△t=t3-t1=2-1=1s
故选:B
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5s,两次经过一个较高点B的时间间隔是3s,则AB之间的距离是(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:小球做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得到物体从最高点自由下落到A点的时间为,最高点到B点的时间为
,AB间距离为:
hAB=g
=
×10×(2.52-1.52)m=20m
故选:C.
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