- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
枪竖直向上以初速度v0发射子弹,忽略空气阻力,当子弹离枪口距离为______时,子弹的动能是重力势能的一半.
正确答案
解析
解:设在抛出点上方h高处,动能等于重力势能的一半,根据机械能守恒定律得:
故h=
故答案为:
球A从地面以初速度v0竖直上抛,t0秒后球B从地面也以相同的初速度v0竖直上抛,设B球抛出时为t=0时刻,求两球经多长时间相遇以及相遇时离地面的高度.并用s-t图象说明.
正确答案
解析
解:设B球抛出T秒后两球相遇,则A球抛出的时间为T+t0秒,此时两球离地面高度为h,
根据竖直上抛公式h=vot-gt2
对A球 h=vo(T+t0)-g(T+t0)2 ①
对B球 h=v0T-gT2 ②
联立①②解之得:
T=v0-
t0
h=v02-
gt02
由以上可知,两球经过 v0-
t0 相遇,相遇时离地面高度为h=
v02-
gt02
两球s-t图象如图所示,由图中可以看出相遇时,A球下落,B球向上运动.
相遇时间T=v0-
t0,相遇时高度为 h=
v02-
gt02
气球以20m/s的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个小球,经过14s小球到达地面,求小球刚脱离气球时气球距地面的高度.(g取10m/s2,不计空气阻力)
正确答案
解析
解:设小球刚刚离开气球时距地面的高度为H,
取初速度的方向为正方向,
则有:-H=v0t-gt2
代入数据得:H=700m
答:则此时小球离地面的高度700 m.
将小球以初速度v0竖直上抛,在不计空气阻力的理想状况下,小球上升的最大高度为H.实际上由于空气阻力,小球以初速度v0竖直上抛时上升的最大高度只有0.8H.设空气阻力大小恒定,求:
(1)空气阻力与小球重力的比值是多少?
(2)小球上升和下降的时间比为多少?
(3)小球落回抛出点的速度大小为多少?
正确答案
解析
解:(1)无阻力时:
有阻力时:
又因为:F+mg=ma
所以:
(2)上升过程:
下降过程:
mg-F=ma‘
所以:
(3)上升过程:
下降过程:
答:(1)空气阻力与小球重力的比值是;
(2)小球上升和下降的时间比为;
(3)小球落回抛出点的速度大小为.
自高为h的塔顶自由落下一物体a,与此同时物体b从塔底以初速度v0竖直向上抛,且a、b两物体在同一直线上运动,下列说法中正确的( )
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=
A、若v0>,则两物体在b上升途中相遇,故A正确;
B、若v0=,则b球正好运动到最高点时相遇,故B错误;
C、若<v0<
,则两物体在b下降途中相遇,故C正确;
D、若v0<,则两物体不可能在空中相遇,故D正确.
故选:ACD
一气球用绳子系着一物体以v0=4m/s速度从地面开始匀速上升,升至64m高处绳子突然断裂,物体脱离了气球,(空气阻力不计,g=10m/s2)求:
(1)该物体从脱离气球至运动到最高点所需时间t1;
(2)该物体从脱离气球至下落到地所用时间t;
(3)该物体着地时的速度v.
正确答案
解析
解:(1)物体做竖直上抛运动,当速度为零时,到达最高点.
设上升的时间为t1,则有:v0-gt1=0,
则得:t1=s
(2)物体上升的高度为:
h=v0t1-gt12=
m
物体做自由落体运动的最大高度为:
H=x1+h=64+0.8=64.8m;
物体从最高点到落地的时间为t2,则有:
H=
解得:s
故总时间为:t=t1+t2=0.4s+3.6s=4.0s
(3)物体落地时的速度:v=gt2=10×3.6=36m/s
答:(1)该物体从脱离气球至运动到最高点所需时间是0.4s;
(2)该物体从脱离气球至下落到地所用时间是4s;
(3)该物体着地时的速度是36m/s.
以20m/s的初速度竖直上抛一个物体,不计空气阻力,g=10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:A、物体到达最高点时,速度以为零,但加速度不为零;故A错误;
B、由v=v0+at可知,1s末的瞬时速度v=20-10×1=10m/s;故B正确;
C、由x=v0t+at2可得1s末与3s末物体所在的位置相同,位移x=20-
×10=15m;故C正确;
D、由x=v0t+at2可得4s末x=0;故物体回到抛出点,此时位移是零;速度大小仍为20m/s;故D错误;
故选:BC.
某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g=10m/s2,5s内物体的( )
正确答案
解析
解:
以向上为正方向,则:v0=30m/s,a=-g=-10m/s2,t=5s
A:上抛到最高点的时间为:,其上升位移为:
=45m,从最高点做自由落体2s内的位移为:
故5s内的总路程为:h=h1+h2=45m+20m=65m,故A正确
B:由A的计算知,物体上升45m,下降20m,故其位移为x=25m,方向竖直向上.故B正确
C:由△v=at,解得:△v=-50m/s,故其速度变化为-50m/s,故C错误
D:由位移等于平均速度乘以时间:=
=5m/s,为正值,即沿正方向,故平均速度方向竖直向上.故D正确
故选ABD
一个氢气球以10m/s的速度从地面匀速上升,7.5s末从气球上面掉下一重物,求:(忽略空气阻力,g取10m/s2)
(1)重物继续上升的时间?
(2)重物上升到最高点时距地面的高度?
正确答案
解析
解:(1)7.5s末重物的速度为:v=10m/s;
物体从气球上脱落后上升所用时间:t==
=1s;
(2)7.5s内上升的高度为:h=v0t1=10×7.5=75m;
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=75m+5m=80m;
答:(1)重物继续上升的时间为1s;
(2)重物上升到最高点时距地面的高度为5m.
一物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出,1s后物体的速率变为10m/s,则此时物体的位置和速度方向可能是(不计空气阻力,g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:取竖直向上方向正方向.
A、若物体此时的位置在A点上方,速度方向向下,v=-10m/s,由公式v=v0-gt得,v0=0,与题干条件不符.故A错误.
B、若物体此时的位置在A点上方,速度方向向上,v=10m/s,由公式v=v0-gt得,v0=20m/s,是可能的,故B正确.
C、若物体此时的位置正在A点,速度方向向下,v=-10m/s,由公式v=v0-gt得,v0=0,与题干条件不符.故C错误.
D、若物体做自由落体运动,1s后物体的速率v=gt=10m/s,而题中物体做竖直上抛运动,物体先向上做匀减速运动,1s后物体的速率变为10m/s,此时物体的位置不可能在A点的下方,否则速率必小于10m/s.故D错误.
故选:B
从地面竖直上抛一物体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大小均为v,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
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、在两个物体落地之前,加速度相同,故任意相等的时间内两个物体的速度变化量相同,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
物体做竖直上抛运动后又落回地面,则( )
正确答案
解析
解:
A、上升过程中,加速度方向向下,速度方向向上,相对于抛出点的位移方向向上,故A错误.
B、下落过程中,加速度方向向下,速度方向向下,相对于抛出点的位移方向向上,故B错误.
C、在最高点,速度为零,加速度为g,故C错误.
D、到达最高点后,加速度方向不变,仍竖直向下,但速度方向改变,故D正确.
故选:D.
(2015秋•河南月考)在足够高的空中某点竖直上抛一物体,抛出第4s内物体的位移大小是4m,设物体抛出时的速度方向为正方向,忽略空气阻力的影响,g取10m/s2,则关于物体的运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若位移的方向向上,根据得,4=v0-5,解得第5s内的初速度为9m/s,上升到最高点还需的时间
,则物体上升的时间可能为4.9s.若物体的位移向下,则-4=v0-5,解得第5s内初速度为1m/s,上升到最高点还需的时间
s,则物体上升的时间可能为4.1s.故A错误.
B、第5s内的位移可能向上,可能向下,则平均速度可能为4m/s,可能为-4m/s.故B错误.
C、由A选项解析可知,4s末的速度可能为9m/s,可能为1m/s.当物体第5s初的速度为9m/s时,则物体竖直上抛的初速度v=v0+gt=49m/s,当物体第5s初的速度为1m/s时,则物体的初速度v=v0+gt=41m/s.故C错误;
D、结合C的分析可知10s末的速度可能为-51m/s,可能为-59m/s,根据x=得,10s内的位移可能为
m,可能为
=-90m.故D正确.
故选:D
被竖直上抛的物体,初速度与回到抛出点的速度之比为k,而空气阻力的大小在运动过程中恒定不变,则重力与阻力大小之比为______.
正确答案
解析
解:设物体的质量为m,空气阻力大小为f,上升的最大高度为h,根据动能定理得
上升过程:-(mg+f)h=0-
下降过程:(mg-f)h=
由题意,=k
联立解得,=
故答案为:
2013年12月“嫦娥三号”在月球表面上的软着陆为我们的太空旅行开辟了新航道,未来的某天,一位同学在某星球表面完成竖直上抛实验,将一个质量为1kg的小球从地面以一定速度竖直上抛,5s末达到最高点,若测得在第1s内的位移是9m,则( )
正确答案
解析
解:A、小球5s末达到最高点,测得在第1s内的位移是9m,由于前5s内的位移关系是:9:7:5:3:1,所以总位移:m.故A错误;
B、C、该星球表面的重力加速度大小a:,所以
,4s末的速度等于5s初的速度,相对于下落1s时刻的速度,即:v=a×1=2m/s.故B正确,C错误;
D、第5s内的位移是m,平均速度:
m/s.故D错误.
故选:B
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