- 匀变速直线运动的研究
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(2015秋•红桥区期末)起重机以大小为v0的速度将重物匀速提升.若绳子因故突然断开的瞬间,重物的加速度的大小a和速度的大小v分别是( )
正确答案
解析
解:起重机以大小为v0的速度将重物匀速提升.若绳子因故突然断开的瞬间,绳的拉力消失,物体只受重力,故其加速度大小等于重力加速度大小,即a=g.
在这瞬间,物体仍维持原来的速度,故速度仍为v0,故A正确.
故选:A.
物体从地面开始以v0为初速做竖直上抛运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体的加速度的方向向下,物体上升时加速度的方向与运动的方向相反,向下运动时加速度的方向与运动的方向相同.故A错误;
B、竖直上抛运动的过程中只受到重力的作用,所以物体落地时的速度不变仍为v0.故B正确;
C、物体上升的最大高度为:.故C错误;
D、物体从抛出到落回地面所用的时间为:.故D正确.
故选:BD
将小球a从地面以某一初速度竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b从a球正上方距地面h处由静止释放,两球恰在 处相遇(不计空气阻力).则以下说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、b球是自由落体运动,在竖直方向上有:,t=
,a球做的是竖直上抛运动,有:
,
解得,故A正确.
B、从题目内容可看出,在处相遇,此时a球和b球的位移相同,时间相同,它们的加速度也相同,所以ab两个球的运动的平均速度大小相等,故B正确.
C、a球做的是竖直上抛运动,b球是自由落体运动,它们的运动状态不同,不可能同时落地.故C错误.
D、相遇时,a的速度:=0,b的速度:
=
,两个球的速度的大小不同.故D错误.
本题选不正确的,故选:CD.
竖直上抛物体的初速度是29.4m/s,物体上升的最大高度是多少?上升到最大高度用多少时间?由最大高度落回原地的速度是多少?用了多长时间?
正确答案
解析
解:物体上升到最高点时速度为零,由02-=-2gh得最大高度为:
h==
m=44.1m;
上升到最大高度的时间为:
t==
s=3s
物体落回原地时的速度为:
v=v0-g•2t=29.4-9.8×6=-29.4m/s,负号表示速度方向竖直向下.
由最大高度落回原地的时间 t′=t=3s
答:物体上升的最大高度是44.1m,上升到最大高度用3s时间,由最大高度落回原地的速度是29.4m/s,用了3s时间.
以初速度v0竖直上抛一小球,若不计空气阻力,在上升过程中从抛出到小球动能减少一半所经历的时间为( )
正确答案
解析
解:根据Ek=mv2得,当小球动能减为原来一半时的速度为
,
则运动的时间为:t==
=
.
故选:D.
人民广场上喷泉的喷嘴与地面相平且竖直向上,某一喷嘴喷水流量Q=5L/s,水的出口速度v0=20m/s,不计空气阻力,g=10m/s2.则处于空中的水的体积是( )
正确答案
解析
解:水做竖直上抛运动,水在空中的时间为:
t==
s=4s.
则空中水的体积V=Qt=5×4L=20L.故B正确,A、C、D错误.
故选:B
右图是一个非常有趣的实验现象的示意图.将一个小皮球放在一个大皮球的上面,使它们一起自由下落,当它们落到地面被反弹时,小球跳的高度会比下落的高度高出许多倍,往往会打到天花板上.假设大球的半径R=10cm,小球的半径r=2.5cm.开始下落时大球球心O1距地面的高度h=0.90m,大球的质量为m1,小球的质量为m2,且m1=19m2.在整个运动过程中两球的球心始终在同一条竖直线上,所有碰撞的时间极短,且能量损失均可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小球第一次反弹后,小球的球心会上升到距地面多高的位置?
(2)若天花板距地面的高度H=4.25m,则小球碰到天花板的瞬时速度为多大?
正确答案
解析
解:(1)设大球碰地瞬间两球的速度为v0,则有=2g(h-R)
解得,v0=4m/s
因碰撞的时间极短,且能量损失不计,所以大球碰地后以原速率反弹,速度大小为4m/s,方向竖直向上.设大球与小球碰撞后两者的速度分别为v1和v2,取向上方向为正方向,根据动量守恒和机械能守恒得
(m1-m2)v0=m1v1+m2v2,
+
=
+
解得v2=11.2m/s
则小球能上升的最大高度为H1==6.272m
所以小球的球心会上升到距地面的高度为H2=H1+2R+r=≈6.5m
(2)若天花板距地面的高度H=4.25m,小球上升的高度为h′=H-2R-2r=4m
设小球碰到天花板的瞬时速度为v
由运动学公式得:
解得v=6.7m/s
(1)小球第一次反弹后,小球的球心会上升到距地面6.5m高的位置.
(2)若天花板距地面的高度H=4.25m,则小球碰到天花板的瞬时速度为6.7m/s.
将一物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中不受空气阻力,则物体( )
正确答案
解析
解:A、由于不计空气阻力,所以上升阶段与下降阶段加速度一样都是g.故A错误;
B、在最高点物体的加速度仍然等于重力加速度g.故B错误;
C、上升阶段与下降阶段加速度一样,物体的运动具有对称性,运动的时间一样.故选项C错误;
D、物体回到原点的过程中物体的位移,所以上升和下降过程中重力做的总功等于零.故D正确.
故选:D
关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、竖直上抛运动是初速度向上,只在重力作用下的运动,加速度为g,故AB错误;
C、在最高点时,速度为零,而受力不变,故加速度为g,故C错误;
D、无论上升、下降过程物体都只受重力,故加速度一直保持不变,均为重力加速度,故D正确;
故选:D
做竖直上抛运动的物体,在最高点时( )
正确答案
解析
解:竖直上抛运动上升过程做匀减速直线运动,当速度减到零时到达最高点,而物体受到的合力是重力,加速度是重力加速度g,在整个过程中保持不变,到达最高点时加速度仍为g.故C正确.
故选:C
在足够高的空中某点竖直向上抛一物体,规定物体抛出时的速度方向为正方向,抛出后第5s内的位移是4m,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x=v0t+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t′=
=0.9s,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.故A正确.
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,8s末的速度小于初速度,根据知平均速度和初速度方向相同,竖直向上.故C错误.
D、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.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-10m,可能为-90m.故D错误.
故选:A.
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,两物体在空中相遇时速率为v,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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A错误.
B、设两物体从下落到相遇的时间为t,则对于自由下落物体有:gt=v;竖直上抛物体的初速度为v0,则由题v=v0-gt 解得v0=2v,故B正确.
C、D、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.
B下落的时间为t=,下落的高度为h=
gt2=
=
hB.则知不是B物体开始下落时高度的中点.故C错误,D正确.
故选:BD
某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.4s内物体的( )
正确答案
解析
解:A、物体上升的最大位移为:,
上升所需时间为
下降通过的位移为
故通过的路程为s=h1+h2=50m,故A正确
B、4s内物体的位移为:x=,方向竖直向上,故B正确
C、速度改变量的大小为:△v=at=gt=10×4m/s=40m/s.故C错误.
D、平均速度为,故D正确
故选:ABD
一只气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石子以20m/s的初速度竖直上抛,若g取10m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:石子速度减为10m/s的时间t=.
此时气球的位移x2=v2t=10×1m=10m,石子的位移m=15m.
因为x2+6>x1,可知石子追不上气球.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
某同学玩拍篮球的游戏.他把篮球从距水平地面1.25m高处以某一初速度v0竖直向下拍出,与地面碰撞后反弹的速度大小是碰撞前速度大小的0.8倍,篮球上升到1.25m高处时速度刚好为零,该同学迅即又把篮球以v0的速度拍下…,不计空气足量,不计篮球与地面接触的时间,g取10m/s2,求初速度v0的大小.
正确答案
解析
解:对篮球,由速度位移公式得:v2-v02=2gh,
由题意可知,篮球反弹后的速度:v′=0.8v,
反弹过程,由速度位移公式得:-v′2=-2gh,
代入数据解得:v0=3.75m/s;
答:初速度v0的大小为3.75m/s.
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