- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
从地面竖直上抛一个小球,设小球从地面上升到最高点所用的时间为t1;从最高点下落到地面所用的时间为t2.若考虑空气阻力作用,则( )
正确答案
解析
解:设阻力恒为f,根据牛顿第二定律得到:
上升过程有:mg+f=ma1
下降过程有:mg-f=ma2
由此可知a1>a2
由于克服阻力做功,可知落回地面的动能小于抛出时的动能,故落地速度小于抛出速度,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,根据h=,可知t1<t2,故BCD错误,A正确;
故选A.
气球以10m/s的速度匀速竖直上升,它上升到40m高处时,一重物由气球里掉落,不计空气阻力,g=10m/s2.则
(1)重物要经过多长时间才能落到地面?
(2)到达地面时的速度是多少?
正确答案
解析
解:(1)取竖直向上为正方向,则初速度为:v0=10m/s,g=-10m/s2
落地时物体的位移得:x=-40m,
由位移公式 x=v0t-得:
-40=10t-5t2;
解得物体落到地面需要的时间为:t=4s.
(2)物体落到地面时速度为:v=v0-gt=10-10×4=-30m/s,即速度大小为30m/s,方向向下.
答:(1)重物要经过4s时间才能落到地面.
(2)到达地面时的速度是30m/s.
在连续相等的时间内以初速度v0上抛n个小球,重力加速度为g,则球在手中停留的时间最长为______.
正确答案
解析
解:每个球上升的时间,
根据竖直上抛的对称性可知,当手刚接住一个球时,空中有n-1个球,共n-1个时间间隔△t,故球在手中停留的时间是:△t==
故答案为:
小球A自h高处静止释放的同时,小球B从其正下方的地面处竖直向上抛出,欲使两球在B球下落的阶段于空中相遇,则小球B的初速度应满足何种条件?
正确答案
解析
解:两球相遇时,有:
h=+(v0t-
)
得:t=
要使两球在B球下落的阶段于空中相遇,必须满足:
<t<
联立解得:<v0<
答:欲使两球在B球下落的阶段于空中相遇,则小球B的初速度应满足的条件是<v0<
.
一个氢气球以3m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,8s末从气球上面掉下一重物(忽略空气阻力,g取10m/s2),求:
(1)此重物最高可上升到距离地面多高处?
(2)此重物从氢气球上掉下后,经多长时间落回地面?(答案可以用根号表示)
正确答案
解析
解:(1)8s末时速度为:v=at=24m/s
上升的高度为:m
之后物体做竖直上抛运动到达最高点,上升的高度为:m
上升的总高度为:H=h+h‘=96m+28.8m=124.8m
(2)继续上升的时间为:s
从最高点到落回地面需要的时间为:s
总时间为:t总=t1+t2=(2.4+7.1)s=9.5s
答:(1)此重物最高可上升到距离地面124.8m高处;(2)此重物从氢气球上掉下后,经9.5s时间落回地面.
一个小球,以初速度v0竖直上抛,能达到的最大高度为h.在如图所示的哪种情况下,小球不能达到高度h(忽略空气阻力)( )
正确答案
解析
解:小球以v0竖直上抛的最大高度为h,到达最大高度时速度为0,
A、B、小球到达最高点的速度可以为零,根据机械能守恒定律得,mgh+0=mgh′+0.则h′=h.故AB可能.
C、小球到达最高点的速度不能为零,所以小球达不到最高点就离开轨道做斜抛运动.故C不可能.
D、小球运动到最高点时速度可以为零,根据机械能守恒定律可知,小球能达到最高点即高h处,故D可能.
本题选不可能的
故选C
在某高度处将一小球以10m/s的初速度竖直向上抛出后,经3秒钟刚好着地,不计空气阻力.求
(1)小球落地时的速度大小.(g=10m/s2)
(2)小球从抛出到落地全过程所走过的路程.
正确答案
解析
解:设v0为正方向,
(1)设重物从掉出倒落地时间为t:由匀变速直线运动规律得:v=v0-gt
代入数据v=10-10×3=-20m/s,速度大小为20m/s;
(2)设物体上升的最大高度为h1,由h1=知
hm=5m,上升的时间为t
=
s=1s
则下降时间为t=2s
下降高度h2==
m=20m
故总路程s=h1+h2=25m
答:(1)上抛到落地的速度为20m/s;
(2)小球抛出到落地全过程所走过的路程为25m.
在水平面上将一小球竖直向上抛出,初速度和初动能分别为v0、Ek0,小球能达到的最大高度为H,若运动过程中小球所受的空气阻力大小不变,小球上升到离水平面的高度为时,小球的速度和动能分别为v、Ek,则( )
正确答案
解析
解:令小球在上升过程中所受阻力恒f,则根据动能定理有:
-mgH-fH=0-Ek0 ①
-mg-f
=EK-EK0 ②
由①②解得:EK=,故D正确,C错误;
根据动能定义式有:mv02=EK0 ③
mv2=
④
由③④解得:v=v0,故A错误,B正确.
故选:BD.
将小球A以初速度vA=40m/s从地面上一点竖直向上抛出,经过一段时间△t后又以初速度vB=30m/s将球B从同一点竖直向上抛出,为了使两球能在空中相遇,试分析△t应满足什么条件.
正确答案
解析
解:设A、B两球在空中运动的时间分别为tA、tB,
由竖直上抛运动的速度时间关系式
可得:=8s,
=6s
考虑△t的上限,即A球就要落回地面时才抛出B球,则B球会在地面上方与A球迎面相碰,
故应有:△t<tA
考虑△t的下限,即B球抛出后快回到地面时,被A球追上相碰,
故应由:△t>tA-tB
由题中数据vA=40m/s,vB=30m/s
即可得:2s<△t<8s
答:当△t应满足2s<△t<8s条件时,两球能在空中相遇.
竖直向上抛出一个物体,已知物体出手时其速度大小为5.0m/s,经过3.0s,该物体落到抛出点下某处,速度大小为25m/s,若该物体在运动过程中加速度保持不变,求该加速度的大小和方向.
正确答案
解析
解:取竖直向上为正方向,则可将物体的运动看成一种匀减速运动,初速度为v0=5m/s,末速度为v=-25m/s,时间为 t=3s
则 加速度为 a==
=-10m/s2,负号表示方向竖直向下.
答:该加速度的大小为10m/s2,方向竖直向下.
某物体以60m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.10s内物体( )
正确答案
解析
解:A、物体竖直上抛后,只受重力处于完全失重状态,故A错误
B、物体上升的最大高度为h1==
=180m,上升的时间为t1=
=6s,从最高点开始4s内下落的高度h2=
gt2=
×10×42m=80m,所以10s内物体通过的路程为S=h1-h2=100m,方向竖直向上,故B正确;
C、速度改变量的大小△v=at=gt=10×10m/s=100m/s,故C正确;
D、平均速度v==
=30m/s,方向竖直向上,故D错误;
故选:BC.
质量为1kg的小球以12m/s初速度竖直上抛,抛出后上升最大高度是6m,求
(1)小球运动过程中受到的空气阻力;
(2)回到抛出点时的速度大小(整个过程空气阻力大小不变,g取10m/s2).
正确答案
解析
解:(1)对上抛过程由动能定理可得:
-mgh-fh=mv2;
解得:f==
=2N;
(2)对全程由动能定理可知:
-f×2h=mv22-
mv2
解得:v2=4m/s=9.8m/s;
答:(1)小球受到的阻力为2N;(2)回到抛出点的速度大小为9.8m/s.
一物体以初速度20m/s竖直上抛,当速度变为-10m/s时所经历的时间为( )
正确答案
解析
解:规定竖直向上为正方向,-10m/s的速度与初速度方向相反,根据v=v0+at得:
t==
=3s
故选:C.
在德国首都柏林举行的2009年世界田径锦标赛女子跳高决赛中,克罗地亚运动员弗拉希奇获得冠军.弗拉希奇起跳后在空中运动过程中,如果忽略空气阻力的影响,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、弗拉希奇在整个跳高过程中,只受重力作用,加速度的方向竖直向下,处于失重状态.故A,B错误.
C、弗拉希奇在空中上升阶段,只受重力作用,加速度的等于g,在空中上升阶段的任意相等时间内速度的改变量都相等.故C正确.
D、由于空气的阻力,弗拉希奇上升阶段:,下降阶段:
,由于下降的高度与上升的高度相同,所以弗拉希奇上升阶段所用时间小于下降阶段所用时间.故D错误.
故选:C
在某高处A点,以v0的速度同时竖直向上与向下抛出a、b两球,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、两球落地的时间差等于a球从抛出点到返回抛出点过程的时间;
根据速度时间公式,上升时间为,竖直上抛运动具有对称性,上升时间等于下降时间,故下降时间为
,故总时间为:t=t上+t下=
,故A错误,B正确;
C、D、由于两球落地的时间差为:t=,与抛出点的高度无关,故C错误、D正确;
故选BD.
扫码查看完整答案与解析