- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
一物体以某初速度做竖直上抛运动,1s内位移的大小恰为上升最大高度的,问:初速度所有的可能值.(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:物体在1s内的位移:…①
…②
…③
讨论:(1)若1s后物体在抛出点的上方:
则:v01=30m/s
v02=6m/s
(2)若1s后物体在抛出点的下方,则:
v03=4.45m/s
答:初速度可能是30m/s,或6m/s,或4.45m/s.
从空中距地面40m高处,竖直向上抛出一小球,经2s小球再次经过抛出点,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球离地的最大高度;
(2)小球上抛的初速度;
(3)从抛出到落地的平均速度.
正确答案
解析
解:(1)小球做竖直上抛运动具有对称性,可知,小球上升到最高点的时间为:,
从抛出点上升的高度为:,
则离地的最大高度为:h=h1+h0=5+40m=45m.
(2)设小球抛出的初速度为v0,根据运动学公式有:
0=v0-gt1,
代入数据解得:v0=10m/s.
(3)小球落回抛出点的速度为10m/s,设再经过t2s落至地面,由运动学公式有:
H=
代入数据解得:t2=2s,
物体运动的平均速度为:,速度方向竖直向下.
答:(1)小球离地的最大高度为45m;
(2)小球上抛的初速度为10m/s;
(3)从抛出到落地的平均速度为10m/s.
气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球4m处有一石子以20m/s的速度竖直上抛,不计阻力,取g=10m/s2,则石子( )
正确答案
解析
解:A、当石子速度减为10m/s所需的时间t=,此时气球的位移x1=v0t=10m,石子的位移
,因为x1+4<x2.知石子一定能击中气球.故A正确,B错误.
C、因为气球做匀速上升时,石子做竖直上抛能击中气球,若气球速度减小,则一定能击中气球.故C错误.
D、若石子不能击中气球,则石子速度减为与气球速度相等时,相距最近,因为石子能击中气球,则不是速度相等时,相距最近.故D错误.
故选A.
以v0的初速度竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h,上升过程空气对小球所做的功为______,设空气阻力不变,小球落回抛出点时的动能为______.
正确答案
mgh-
-2mgh
解析
解:(1)对于小球上升过程,设空气阻力对小球做功Wf,应有动能定理得;
-mgh+Wf=0-
∴Wf=-(-mgh)
(2)设小球落回抛出点时的动能为Ek,对全程应用动能定理得:
-2Wf=Ek-
∴Ek=2mgh-
答:mgh-;
-2mgh
从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球上升的过程中,重力和阻力都做负功,其中克服重力做功等于mgh,故总功大于mgh;根据动能定理,总功等于动能的变化量;故动能的减小量大于mgh,故A错误;
B、除重力外其余力做的功等于机械能的变化量,除重力外,克服阻力做功2fh,故机械能减小2fh,故B错误;
C、小球上升h,故重力势能增加mgh,故C正确;
D、小球上升和下降的整个过程中,重力做功等于零,阻力做功等于-2fh,故根据动能定理,动能减小2fh,故D错误;
故选C.
将一个小球以初速度V0竖直向上抛出,已知空气阻力大小恒为F,重力加速度大小取g,试求当小球返回抛出点的速率和时间.(用人教版必修一的知识答)
正确答案
解析
解:由牛顿第二定律得:
上升过程:mg+F=ma,
解得:a=,
下降过程:mg-F=ma′
解得:a′=,
小球上升的高度:h==
=
,
小球上升时间:t上==
=
,
下降过程:v2=2a′h,
解得:v=v0,
小球下降时间:t下==
,
小球的运动时间:t=t上+t下,
解得:t=+
;
答:当小球返回抛出点的速率为v0,时间为:
+
.
人站在高塔上,以5m/s的初速度竖直上抛一物体,抛出点距地面的高度为15m,试求:(g=10m/s2)
(1)物体到达最高点的时间
(2)物体落回抛出点的时间
(3)物体落回抛出点时的速度
(4)物体3s后距地面的高度.
正确答案
解析
解:(1)竖直上抛运动的上升过程是匀减速直线运动,根据速度时间关系公式,有:
0=v0-gt1
解得:t1=
(2)竖直上抛运动是匀变速直线运动,以向上为正方向,初速度为5m/s,加速度为-10m/s2,位移为0,根据位移时间关系公式,有:
x=v0t+
0=5t+
解得:t=0(舍去),t=1s
(3)竖直上抛运动上升和下降经过同一位置的速度是相等的,故落回抛出点时的速度:
v1=-v0=-5m/s
(4)设物体3s内一直运动,以向上为正方向,初速度为5m/s,加速度为-10m/s2,位移为:
x=v0t+=5×
=-30m,即物块要在抛出点下方30m位置,不合实际,故3s时高度为零;
答:(1)物体到达最高点的时间为0.5s;
(2)物体落回抛出点的时间为1s;
(3)物体落回抛出点时的速度为5m/s;
(4)物体3s后距地面的高度为零.
一个从地面竖直上抛的物体两次经过一个较低点A的时间间隔为TA,两次经过较高点B的时间间隔为TB,试问A、B间的距离为______.
正确答案
g(TA2-TB2)
解析
解:小球做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得,
物体从最高点自由下落到A点的时间为,
物体从最高点自由下落到B点的时间为,
竖直上抛运动的加速度a=g,由 x=at2可得:
最高点到A点的距离为:xA=gTA2 ①
最高点到B点的距离为:xB=gTB2 ②
A点在B点下方,由①、②解得,AB相距△x=g(TA2-TB2).
故答案为:g(TA2-TB2).
从地面上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落,两物体在空中同时到达同一高度时速度为υ,则下列说法正确的是( )
①A上抛的初速度与B落地时速度大小相等,都是2υ
②两物体在空中运动时间相等
③A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同
④两物体在空中同时达到同一高度处一定是B开始下落时的高度的中点.
正确答案
解析
解:①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.
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①正确,②错误;
③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③正确;
④两物体在空中同时达到同一高度为h=gt2=
.不是B开始下落的中点;故④错误.
故选:C.
从上升的气球上掉下一物体,在掉下瞬间物体具有( )
正确答案
解析
解:当物体掉下瞬间,根据牛顿第一定律可知,具有向上的速度;物体只受重力作用,根据牛顿第二定律可知,物体具有向下的加速度、大小为g.故D正确,ABC错误.
故选:D
一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过同一较低a点的时间间隔为Ta,两次经过另一较高的b点的时间间隔为Tb,则ab两点间的距离为( )
正确答案
解析
解:两次经过同一较低a点的时间间隔为Ta,则从a点到最高点所用的时间为Ta,
竖直上抛是匀减速直线运动末速度为零,我们可以看其逆过程,相当有初速度为零的匀加速直线运动,
所以a点离最高点的距离为:ha=g(
Ta)2,
两次经过另一较高的b点的时间间隔为Tb,则从b点到最高点所用的时间为Tb,
同理b点离最高点的距离为:hb=g(
Tb)2,
则ab两点间的距离为:△h=ha-hb=g(Ta2-Tb2)
故选:A
在空中某点以相同的速率同时分别竖直向上、竖直向下、水平向右,水平向左抛出四个小球,不计空气阻力,在小球落地前一瞬间,以四个小球所在位置为顶点所构成的图形是( )
正确答案
解析
解:每个小球的运动都可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动.四个小球从同一点开始的自由落体分运动相同,某时刻由四个小球所在位置构成的图形由匀速直线分运动决定,故选任意一个小球为参考系,其他小球均做匀速直线运动,故以四个小球所在位置为顶点所构成的图形应该是正方形
故选D
竖直上抛一个小球,它的初速度为v0,当地重力加速度大小为g,经过t(t>)时间,它的速度为v,则这一过程中小球的平均速度为( )
正确答案
解析
解:A、B、竖直上抛运动是匀变速直线运动的图示形式,根据可知.选项A正确,B错误;
C、小球在t时间内的位移:,小球的平均速度:
.故C正确;
D、将v=v0-gt代入C选项的公式可得:.故D正确.
故选:ACD
关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、竖直上抛运动在最高点的速度为零,加速度不为零,故A错误.
B、竖直上抛运动在上升某一高度和下落下降到此高度时,由于初末起点相同,所以位移相同,故B错误.
C、竖直上抛运动在上升过程和下降过程加速度保持不变,故C正确.
D、根据竖直上抛运动的对称性知,上升到某一高度时的速度与下降到此高度时速度的大小相等,方向相反.故D错误.
故选:C.
以初速v0竖直向上抛出一个小球,小球所受的空气阻力与速度大小成正比,下面正确描述小球从抛出到落地运动的v-t图是( )
正确答案
解析
解:设物体所受的阻力f=kv,物体的质量为m,则在物体上升的过程中有
mg+f=ma1
即mg+kv=ma1
a1=
由于上升过程中物体的速度越来越小
故物体的加速度ma1越来越小,故v-t图的斜率的绝对值越来越小.
在下落过程中有
mg-kv=ma2
a2=
下落过程中物体的速度越来越大,故物体的加速度越来越小,
则v-t图的斜率的绝对值也越来越小.
故选:B.
扫码查看完整答案与解析