- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
将甲、乙两个物体从同一高度竖直上抛,不计空气阻力,甲从抛出到返回出发点的时间与乙从抛出到到达最高点的时间相同,则( )
正确答案
解析
解:AC、由题可得:甲从抛出到到达最高点的时间是乙从抛出到到达最高点的时间的一半,由公式v=gt可以推得,甲、乙做竖直上抛运动的初速度之比1:2,那么,甲、乙所能达到最高点的时间之比为1:2,故A、C错误;
B、由公式h=,甲、乙所能达到最大高度之比为1:4,故B正确;
C、各自到达中间位置的时间与各个到达最高点的时间之比是相等的,为1:2,故D错误.
故选:B
为了测量某塔的高度,把一物体以20m/s得初速度从塔尖竖直上抛,测得落回地面的时间为12秒,取g=10m/s2,则塔高多少米?
正确答案
解析
解:规定向下为正方向,根据位移时间公式得:
h==
=480m.
答:塔高为480m.
如图所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m的吊环,他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动,小朋友抛球时手离地面1.2m,当他在离吊环的水平距离为2m时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直向上抛出时的速度是(g取10m/s2)( )
正确答案
解析
解:由题,小球的水平速度为2m/s,而小球水平方向做匀速直线运动,水平位移为2m,所以小球应在1s内进入吊环,则竖直方向的位移大小为y=3m-1.2m=1.8m
由y=v0t-,得v0=
+
gt=
+
=6.8m/s
故选C
在地面上以速率v1竖直向上抛出一个物体,物体落地的速率为v2,若物体所受空气阻力的大小与其速度成正比,则物体在空中运动的时间是( )
正确答案
解析
解:A、用动量定理,结合微积分思想,假设向下为正方向,设上升阶段的平均速度为v,则:
上升过程:mgt1+kvt1=mv1
由于平均速度乘以时间等于上升的高度,故有:
h=vt1
即 mgt1+kh=mv1 ①
同理,设上升阶段的平均速度为v′,则下降过程:
mgt2+kvt2=mv2
即:mgt2-kh=mv2 ②
由①②得:mg(t1+t2)=m(v1+v2)
而t1+t2=t,故:
t=
故A正确.
B、由A分析得,t>,故B正确.
C、由A分析得,C错误.
D、由A分析得,D错误.
故选:AB.
在地面以初速度v0竖直向上抛出一物体,重力加速度为g,不计空气阻力,则物体从最高点下落到地面的时间为( )
正确答案
解析
解:由v=gt可得,物体上升到最高处的时间t=,由对称性可知返回到抛出点的时间为2t=
,故D正确;
故选:D
一个小球以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出,忽略空气阻力,g取10m/s2,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体上升的最大高度为:;故A正确;
B、物体上升到最高点的时间为:,所以物体回到抛出点所用时间为2s,故B正确;
C、物体上升到最高点的时间为1s,则在0.5s末和1.5s末,均相当于从最高点自由下落0.5s,故小球的速度大小相等,故C正确;
D、从抛出点开始,在0.5s内和1.5s内,小球一直在运动过程中,很明显路程不可能相等,故D错误.
故选:ABC.
奥运会运动员陈若琳的身高为1.55m,她站在离水面10m高的跳台上,重心离跳台面高度约为0.80m,竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这是陈若琳的重心离水面约为1.15m.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间.
正确答案
解析
解:陈若琳跃起后可看作竖直向上的匀减速运动,重心上升的高度h1=0.45m
设起跳速度为v0,上升过程的时间为t1.
由 h1=
解得t1==
s=0.3s
陈若琳从最高处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度 h2=0.8m+0.45m+10m-1.15m=10.1 m
设下落过程的时间为t2,则
解得t2==
s=1.42s
陈若琳要完成一系列动作可利用的时间t=t1+t2=1.72 s
答:陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间是1.72 s.
从地面竖直上抛一小球A的同时让小球B从某一自由下落,两小球在空中到达同一高度时,速度大小均是v,则( )
正确答案
解析
解:A、设两物体从下落到相遇的时间为t,竖直上抛物体的初速度为v0,则由题gt=v0-gt=v 解得v0=2v.故A正确.
B、根据竖直上抛运动的对称性可知,B自由落下到地面的速度为2v,在空中运动时间为:
tB=;
A竖直上抛物体在空中运动时间:
tA=2×=
.
故B错误.
C、物体A能上升的最大高度hA=,B开始下落的高度hB=
g(
)2,显然两者相等.故C正确.
D、两物体在空中同时达到同一高度为h=gt2=
g(
)2=
=
hB.故D错误.
故选:AC.
以10m/s的速度从离地面20m高处竖直向上抛出一个物体,空气的阻力可以忽略,取g=10m/s2.求:
(1)3s内物体的位移.
(2)物体能够到达的离地面的最大高度.
正确答案
解析
解:规定初速度方向为正方向,加速度方向为负,由匀变速直线运动规律得:
x=at2=20×
m=15m
由速度时间公式得,到达最高点的时间为:
t==
由反方向的匀加速直线运动规律得,上升的高度为:
h=gt2=
物体能够到达的离地面的最大高度为H=h+h0=20+5m=25m
答:(1)3s内物体的位移x=-15m (2)物体能够到达的离地面的最大高度25m
在高h处,小球A由静止自由下落,与此同时,在A的正下方地面上以初速度v0竖直上抛小球B,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:若b球正好运动到最高点时相遇,则有:
B速度减为零所用的时间t=
sa=gt2…②,
sb=…③
由sa+sb=h…④,
由①②③④解得v0=
当ab两球恰好在落地时相遇,则有:
t=
此时A的位移sa=gt2=h
解得:v0=
若v0=,则b球正好运动到最高点时相遇,故A正确;
所以若v0>,则两物体在b上升途中相遇,故B正确;
若<v<
时,则两物体在b下降途中相遇,故C错误,D正确;
故选:ABD
某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥一段深度.不计空气阻力,并设小球往水与淤泥中运动时所受阻力各自恒定不变.以竖直向上为正方向,以下v-t图象中,最能反映小铁球运动过程的是( )
正确答案
解析
解:物体在竖直上升过程中物体的速度竖直向上,即速度大于0,此时物体的加速度为a1=g,方向竖直向下;
到达最高点后做自由落体运动,速度方向竖直向下,即速度小于0,此时物体的加速度加速度为a2=g,方向竖直向下.
故进入湖水之前物体的加速度保持不变.故速度图象的斜率保持不变.
铁球进入湖水后受到湖水的阻力作用,但重力大于阻力,加速度向下但加速度a3<g,速度方向仍然向下即速度小于0.
在淤泥中运动的时候速度仍向下,即速度小于0,但淤泥对球的阻力大于铁球的重力,所以加速度方向竖直向上,故物体做减速运动.故C正确.A、B、D错误.
故选:C.
在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,g值可由实验精确测定.近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”,它是将测g归于测长度和时间,以稳定的氦氖激光为长度标准,用光学干涉的方法测距离,以铷原子钟或其他手段测时间,能将g值测得很准,具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点向上抛小球又落到原处的时间为T1,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点到又回到P点所用的时间为T2,测得T1、T2和H,可求得g等于( )
正确答案
解析
解:小球从O点上升到最大高度过程中:
h1=g (
)2 ①
小球从P点上升的最大高度:
h2=g(
)2 ②
依据题意:h1-h2=H ③
联立①②③解得:g=
故选:C
悬空固定一个长l1=0.3m无底圆筒CD.现将一根长l2=0.24m的直杆AB在A端距圆筒CD底部H=5.46m处,从地面上以初速度v0=12m/s竖直上抛.如图所示,由于存在空气阻力,杆上升时加速度大小为a1=12m/s2,下降时加速度大小为a2=6.75m/s2.求:
(1)AB杆上升H所用的时间tA;
(2)AB杆上升通过圆筒的时间t1为多少;
(3)AB杆从开始到t2=2s这一过程中的平均速度的大小.(保留2位有效数字)
正确答案
解析
解:(1)上升过程中,A到达D点所经历的时间为tA,则有:
代入数据解得:tA=0.7s
(2)B到达C点所经历的时间为tB,则有:
联立方程解之得:tB=1s
所以AB杆上升通过圆筒的时间t1为:t1=tB-tA=0.3s
(3)杆AB向上穿过CD圆筒时瞬时速度,VB=V0-atB=0 刚好为零,由此判断杆AB刚好穿过圆筒.
杆下降1s通过的位移:m
杆在2s内的总位移:x=L1+L2+H-h
杆在2s内的平均速度:
代入数据解得:m/s
答:(1)AB杆上升H所用的时间是0.7s;
(2)AB杆上升通过圆筒的时间t1为 0.3s;
(3)AB杆从开始到t2=2s这一过程中的平均速度的大小是1.3m/s.
(2012春•万州区校级月考)从地面竖直向上抛出一小球后,不计空气阻力,则小球两次经过离地面高h的某点时,小球具有相同的( )
正确答案
解析
解:A、根据竖直上抛运动的上升和下降具有对称性可得,小球两次经过离地面高h的某点时速度大小相等,但方向相反,故A错误.
B、小球始终仅受重力作用,故加速度恒定,故B正确.
C、动能为标量,同一物体速度相等则动能相同,故C正确.
D、两次经过离地面高h,故动能相同时重力势能相同,故D正确.
故选:BCD.
以初速v0竖直上抛一个小球,如果所受空气阻力是小球所受重力的0.1倍,小球在上升过程中的加速度大小是______m/s2,在下降过程中的加速度大小是______m/s2.
正确答案
11
9
解析
解:上升过程中,阻力的方向向下,根据牛顿第二定律得,加速度大小.
下降时,阻力方向向上,根据牛顿第二定律得,加速度大小.
故答案为:11、9.
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