- 匀变速直线运动的研究
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从匀速上升的气球上释放一物体,在放出的瞬间,物体相对地面将( )
正确答案
解析
解:从匀速上升的热气球上释放出一箱物体,由于惯性,物体保持原来向上的速度;物体离开气球后只受重力,根据牛顿第二定律得知,物体的加速度竖直向下;故物体做竖直上抛运动;故BCD错误,A正确;
故选A.
一个石子竖直上抛(不计空气的阻力),经过3s时间到达最高点,那么在第2s末和第4s末这两个时刻( )
正确答案
解析
解:石子经过3s到最高点,根据竖直上抛运动的对称性知,第2s末和第4s末处于同一位置,则位移相同,路程不同,速度大小相等,方向不同,动量大小相等,方向不同.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
在塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20m,不计空气阻力,设塔足够高,则物体位移大小为10m时,物体通过的时间可能为( )
正确答案
解析
解:设向上为正方向;
物体上升的最大高度为20m,则由v2=2gh可得,v==
=20m/s;
当物体的位移大小为10m时,若在抛出点上方,则有:
10=v0t-gt2;
解得:t1=2+s;t2=2-
s
若在抛出点下方,则有:
-10=20t-gt2
解得:t3=2+s;t4=2-
s(舍去)
故选:ABC.
一个热气球以40m/s的速度匀速竖直上升,在某时从气球上落下一个重物,已知重物离开时热气球距离地面的高度为100m,不计重物所受的空气作用力,重力加速度g=10m/s2.则下列说法正确的有( )
正确答案
解析
解:A、重物还能上升的时间 t==
s=4s,故A错误.
B、重物还能上升的高度 h==
=80m
故重物离地最大高度为 H=h+100m=180m.故B正确.
CD、设再经t时间重物落地,取竖直向上为正方向,则有
-100=v0t-gt2,代入得:-100=40t-5t2,解得 t=10s,(另一负值舍去),故C错误,D正确.
故选:BD
从地面以相同的初速度先后竖直向上抛出两个小球,不计空气阻力,则在小球落地前( )
正确答案
解析
解:设两个小球的时间差为△t,
A、由小球的位移:,
.所以当前一个小球下落的阶段,后一个小球仍然上升时,两个小球可能相遇.故A正确;
B、由速度时间公式得:v1=v0-gt,v2=v0-g(t-△t).由于存在时间差,所以两个小球的速度不可能相同.故B错误;
C、由小球的位移:,
.两个小球的位移差:
,与时间t为一次函数关系.故C错误;
D、由速度时间公式得:v1=v0-gt,v2=v0-g(t-△t).两个小球的速度差:△v=v1-v2=g△t是一个常数.故D正确.
故选:AD
将物体以一定的初速度向上抛出,空气阻力不能忽略,但大小不变,则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
ABD、由于空气阻力大小恒定,但是方向变化,上升过程的合力为mg+f,下降过程的合力为mg-f,故可知上升加速度大于下降加速度,由△v=a△t可知,在任意相同时间间隔内速度变化量大小不相同,但是在上升过程中任意相同时间间隔内速度变化量大小相同,方向相同,故A错误,B正确,D错误.
C、由于空气阻力做功,落回的速度一定小于抛出速度,依据,可得上升过程中的平均速度大于下降过程的平均速度,故C正确.
故选:BC.
从离地15m高处以10m/s竖直上抛一物体,则物体从起抛点上升的最大高度距地为______m,物体在空中飞行过程的最后1s内的平均速度大小为______m/s.
正确答案
20
15
解析
解:从离地15m高处以10m/s竖直上抛一物体,根据速度位移公式,上升的高度为:
h=
故离地的最大高度为:
H=15m+5m=20m
下降的总时间为:
t=
下降的过程中第1s内的位移是5m,故最后1s的平均速度为:
故答案为:20,15.
气球从地面由静止出发向上做匀加速运动,加速度是2m/s2,5s后从气球上落下一物体.求:
(1)这物体落到地面上所用的时间;
(2)这物体落到地面上的速度大小.(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:5s物体上升的高度为h=
=25m
速度 v1=at1=2×5=10m/s
气球上掉下的物体做竖直上抛运动,上升到最高点的时间t=
=1s
上升的高度h=
=5m
然后自由下落:h=h1+h2=30m
由 h= 得
t3==
=
总时间t=t1+t2+t3=6=6.9s
落地速度v=gt3=10m/s
答:(1)这物体落到地面上的时间(6+)s
(2)这物体落到地面上的速度大小.
以下几种运动属于匀变速运动的是( )
正确答案
解析
解:A、做竖直上抛运动的物体也是只受重力的作用,加速度是重力加速度,所以是匀变速运动,所以A正确.
B、自由落体运动的加速度是重力加速度.所以加速度保持不变属于匀变速运动.故B正确
C、平抛运动的加速度是重力加速度.所以加速度保持不变属于匀变速运动.故C正确
D、匀速圆周运动的线速度的大小保持不变,根据a=可知向心加速度的大小保持不变,但方向始终指向圆心,故匀速圆周运动的加速度方向时刻改变,故匀速圆周运动不属于匀变速运动.D错误
故选:ABC
小球A从离地面20m高处做自由落体运动,小球B从A下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动.两球同时开始运动,在空中相遇,取g=10m/s2.( )
正确答案
解析
解:小球A做自由落体运动,小球B做竖直上抛运动,设经过时间t在空中相遇,
A自由落体位移h1=
B竖直上抛的位移h2=
h1+h2=20
联立可得:t=1s,
则:A、相遇时,A球的速率vA=gt=10m/s,B球的速率vB=v0-gt=20-10=10m/s,故A正确;
B、由上面分析可知,相遇时离地面高度h2==15m,故B错误;
C、由上面分析可知,经过1s两球相遇,故C正确;
D、由题意知,B求速度减为零的时间为=2s,两球第一次相遇后,A球继续下落,B求继续向上运动,当B球上升到最高点时,A球下落距离H=
=
=20m,故两球不可能在空中相遇两次,故D错误;
故选:AC
(2015秋•普陀区月考)将小球A从地面以初速度vA0=8m/s竖直上抛,同时将小球B从一高为h=2m的平台上以初速vB0=6m/s竖直上抛,忽略空气阻力.当两球同时到达同一高度时,小球B离地高度为( )
正确答案
解析
解:取A、B为研究对象,向上为正方向,由等时性和同位性及竖直上抛运动的公式:h=v0t-gt2得:
即:8t-gt2=2+6t-
gt2
解上式得:t=1s
由h=v0t-gt2得:h=8t-
gt2=8×1-
=3m
A离开地面的高度为3m,所以B离地面的高度也是3m
故选:C
在以加速度a上升的气球上落下一个砂袋,在砂袋离开气球的瞬时,砂袋的速度和加速度的方向分别是( )
正确答案
解析
解:上升的气球掉下一物体,由于具有惯性,物体离开气球的初速度与气球的速度相同,大小为v,方向竖直向上,由于物体仅受重力,根据牛顿第二定律知,加速度方向向下,大小为g.故BCD错误,A正确;
故选:A.
竖直上抛一个小球,3s末落回抛出点,则小球在第2s内的位移是(不计空气阻力,取向上为正方向),重力加速度g取10m/s2( )
正确答案
解析
解:对竖直上抛运动的全过程
由,代入数据解得v0=15m/s,
全过程:由x=v0t-得:
前2s的位移为:x2=15×2-5×4=10m;
第1s内的位移为:x1=15×1-5×1=10m;
所以第2s内的位移为:10-10m=0m.
故选:B.
地面上有一水管,管口向上,管内横截面积为S,有水从管口处以不变的速度源源不断地沿竖直向上方向射出,水柱高为h,设出口处横截面上各处水的速度都相同,并假设水流在空中不散开,不计空气阻力.则水流稳定后在空中水的体积为( )
正确答案
解析
解:越向上速度越小,通过各个横截面的流量相同,故上方较粗;
水柱高达h,根据h=gt2,得下降时间为:t=
;
根据上抛运动的对称性,上升时间等于下降时间,故上抛的总时间为:t′=2t=2;
根据=2gh,得到初速度为:vt=
;
故空中水的体积为:V=SL=Svtt′=S••2
=4hS;
故选:D.
从地面竖直向上抛出一个物体A,同时在离地面某一高度有另一个物体B开始自由落下,两物体在空中同时到达同一高度时速率都为v,不计空气阻力.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为:tA=2×
.故B错误;
C、物体A能上升的最大高度hA=,B开始下落的高度为:hB=
,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==
,故D错误.
故选:AC.
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