- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
节日燃放一种类似“双响”的爆竹,在高空点燃时分成AB两部分,爆竹的A部分以30m/s的速度竖直向上抛出,B部分则以10m/s的速度竖直向下抛出,当A部分上升到最大高度时B部分刚好到达地面,则爆竹点燃后A部分上升到最大高度所需的时间为______s,A、B两部分分离时距离地面的高度是(g取10m/s2)______m.
正确答案
3
75
解析
解:当A的速度为0时,上升的高度最大,根据速度与时间的关系vt=v0+at
得:t==
s=3s
根据位移与时间的关系x=v0t+at2,
得B下落的位移:h=vBt+gt2=10×3+
×10×32=75m
故答案为:3;75.
(2013秋•云浮校级月考)a、b两球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球竖直下抛.设二球落地时的速率分别为Va、Vb则( )
正确答案
解析
解:对于任意一球,根据机械能守恒定律得:
=mgh+
则得落地时速度大小为:v=
由题知,初速度大小相等、下落的高度相等,则落地时两球的速率相等,即:Va=Vb.
故选:B
将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,物体上升至最高点又落回地面.设物体在运动过程中所受的空气阻力大小不变,则在物体的整个运动过程中( )
正确答案
解析
解:A、整个过程中只有空气的阻力做功不为零,机械能损失,故上升过程初速度最大,故A正确;
B、物体在最高点速度为零,受到重力作用,所受合外力不为零,加速度不为零,故B错误;
C、物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,但是受空气阻力的方向总与物体的速度方向相反a上=g+,a下=g-
,所以上升时的加速度大于下落时的加速度,由位移公式可知:h=
at2,由于上升过程与下降过程位移大小h相等,a上>a下,则上升时间小于下落时间,故C错误;
D、由于上升过程与下降过程位移大小h相等,a上>a下,由v=可知,落回抛出点时的速率小于刚抛出时的速率,故D错误;
故选:A.
从地面竖直上抛一个小球,小球上升到最高点后又落回抛出点.设空气阻力大小恒定,小球上升阶段和下降阶段的加速度大小分别为a1、a2,时间分别为t1、t2,比较a1、a2、t1、t2的大小,以下结论正确的是( )
正确答案
解析
解:由牛顿第二定律有
上升过程:mg+f=ma1,
下降过程:mg-f=ma2,由此可知a1>a2,
根据功能关系可知落回抛出点的速度v<v0,因此上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度
,由于上升过程和下降过程位移大小相等,因此t1<t2,故ACD错误,B正确.
故选B
如图所示,一个小球从地面竖直上抛.已知小球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,重力加速度为g,则A、B两点间的距离( )
正确答案
解析
解:因为是上抛运动可以利用对称来解,可以得到物体从顶点到a的时间为,顶点到B点的时间为
,从最高点到A点的高度为:h1=
g
,从最高点到B点的高度为h2=
g
,故高度差为:
g,
故选D
以35m/s的初速度竖直向上抛出一个小球.不计空气阻力,g=10 m/s2.小球上升的最大高度为______m,当小球落到抛出点下方15米处时所用的时间是:______s.
正确答案
61.25
解析
解:取竖直向上为正方向,竖直上抛运动看成一种加速度为-g的匀减速直线运动.
由v2-v02=-2gh得h==
=61.25m.
当小球落到抛出点下方15米处时位移为x=-15m,
由x=v0t-代入得
-15=35t-5t2解得t1=s,t2=
s(负值舍去)
故本题答案是:61.25;.
将一小球竖直上抛,如果小球到达最高点前的最后一秒和离开最高点后的第一秒时间内通过的路程分别为x1和x2,速度变化量的大小分别为△v1和△v2,假设小球所受空气阻力大小不变,则x1______x2,△v1______△v2(填>、<或=)
正确答案
>
>
解析
解:竖直上抛运动小球受合力竖直向下,设空气阻力为f,则:F1=G+f;
小球到达最高点前的最后一秒的加速度大小为:;
此时间内位移变化量和速度变化量:,△v1=a1×1=a1;
同理,下降过程合力:F2=G-f;;
由于a1>a2,故x1>x2,△v1>△v2.
故答案为:>,>.
从地面上方某一高度处将A球以初速度v1水平抛出,同时在A球正下方地面处将B球以初速度v2斜向上抛出,结果两球在空中相遇,不计空气阻力,则( )
正确答案
解析
解:A、因为两球在空中相遇,知水平位移相等,运动时间又相等,所以它们的水平分速度相等,有v1=v2cosθ,θ是v2与水平方向的夹角,则v1<v2.故A错误.
B、两球均仅受重力,根据动量定理得:△P=mgt,t相等,但由于质量关系未知,所以动量的变化不一定相同.故B错误.
CD、A、B两球的加速度都为g,都做匀变速运动,速度变化△v=gt.则相同时间内速度的变化量相同.故C正确,D错误.
故选:C.
一个物体在距地面1m处以初速度4m/s竖直向上抛出,忽略空气阻力.求:
(1)物体落地时的速度.(g=10m/s2)
(2)物体到何处时,物体动能与势能相等.
正确答案
解析
解:(1)设物体的位移为H=-1m,则有
v2=-2gH,得 v=
=
=6m/s
(2)设在抛出点上方h高处,它的重力势能等于动能,根据机械能守恒定律得
mv02+mgh1=mgh+
mv2
又 mgh=mv2
联立得 mv
+mgh1=2mgh
解得 h=0.9m
答:
(1)物体落地时的速度为6m/s;
(2)物体到0.9m时,物体动能与势能相等.
物体A、B在同一位置同时开始运动,物体A做竖直上抛运动,物体B竖直向上做匀速直线运动,它们速度的平方一位移(v2-x)图象如图所示,重力加速度g=10m/s.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,B向上的速度为8m/s;A向上做匀减速直线运动,上升的最高点为5m;但不能在此处静止,故A错误;
B、由几何关系可知,A以初速度10m/s加速度为-10m/s2向上做匀减速直线运动;两图象的交点说明此时速度相等,由平均速度公式可知,A的位移大于B的位移;故1.8m处二者没有相遇;故B错误;
C、由位移公式可知:8t=10t-;解得:t=0.4s时二者相遇;则相遇时离出发点为:8×0.4=3.2m;此时物体在上升过程;故C正确,D错误;
故选:C.
以35m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,不计空气阻力,g取10m/s2.以下判断错误的是( )
正确答案
解析
解:A、小球做匀减速直线运动,当上升到最高点时,小球的速度减为零,再向下做匀加速直线运动,故A正确;
B、小球到达最高点时,小球仍受重力,故加速度仍为g;故B错误;
C、由v2=2gh可得,小球上升的最大高度h==61.25m,故C正确;
D、由v=gt可得,上升所用时间为t==3.5s,故D正确;
本题选错误的,故选B.
一气球下面通过一个细绳绑着一个小木块匀速上升,在上升的过程中细绳突然断开,则下列有关小木块的运动描述正确的是( )
正确答案
解析
解:匀速上升的气球落下一个小木块,由于具有惯性,小木块具有向上的初速度,因为小木块仅受重力,知小木块做竖直上抛运动,加速度为g,方向竖直向下.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
某物体以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.下列对物体4s内的运动描述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、物体做竖直上抛运动,根据速度位移关系公式,有:-v2=2(-g)h
解得:
故A正确;
B、根据位移时间关系公式,物体4s内的位移:x=v0t-=
=0
故B错误;
C、加速度为g,故速度改变量为△v=gt=40m/s,竖直向下;故C正确;
D、物体前2s到达最高点,后2s回到抛出点,路程为40m,故平均速率为:
,故D正确;
本题选择错误的,故选:B.
将小球竖直上抛,若该球所受的空气阻力大小不变,对其上升过程和下降过程时间及损失的机械能进行比较,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、B、上升和下降两过程,小球通过的位移大小相等,上升过程的平均速度为:,下降过程的平均速度为:
,根据功能关系可知上升的初速度v0大于回到开始位置的速度v,因此上升时的平均速度大于下降过程的平均速度,故小球上升的时间应小于下降的时间,故A错误,B正确;
C、D、小球运动过程中损失的机械能等于克服空气阻力做的功,因为空气阻力大小不变,上升、下降两过程的位移大小相等,所以上、下过程损失的机械能相等,故C错误,D正确;
故选BD.
在距地面25m高处以20m/s的初速度竖直上抛一小球,试求:
(1)小球能上升的最大高度,
(2)抛出后经多长时间小球经过抛出点上方15m处,
(3)从抛出到落地所需的时间.
正确答案
解析
解:(1)设初速度为V0,据题意:上升高度h==
=20m,
(2)根据位移公式x=v0t+at2可得
15=20t-×10t2.
所以解得t=1s,或t=3s,
(3)上升时间:t1==
s=2s,
由H+h=gt22,
解得下落时间:t2=3s,
所以总时间为T=2+3=5s.
(1)小球能上升的最大高度为20m,
(2)抛出后小球经过抛出点上方15m处的时间为1s或3s,
(3)从抛出到落地所需的时间为5s.
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