- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
将一小球以30m/s的速度竖直上抛,求:
(1)向上运动的时间;
(2)2.5s末的速度;
(3)3.5s内的位移.
正确答案
解析
解:(1)规定向上为正,初速度为30m/s,加速度为-g,故向上运动的时间:
t=
(2)2.5s末的速度:
v=v0-gt=30-10×2.5=5m/s
(3)3.5s内的位移:
x==43.75m
答:(1)向上运动的时间为3s;
(2)2.5s末的速度为5m/s;
(3)3.5s内的位移为43.75m.
为庆祝妈祖文化节而燃放焰火,其中用到了焰火的空中定向、定位与艺术造型等关键技术.现有一质量为5kg的焰火弹,要使该弹在被竖直发射到离炮筒出口150m的最高点时恰好点火,假设焰火弹在上升过程中受到的空气阻力恒为其自身重力的0.20倍.(g取10m/s2)问:
(1)设计师设计的焰火弹离开炮筒时的速度多大?
(2)焰火弹从离开炮筒出口到最高点点火的时间应控制多长?
正确答案
解析
解:(1)焰火弹上升过程受到重力和阻力作用,做匀减速直线运动,据牛顿第二定律有:
mg+kmg=ma,
解得:a==1.2g=12m/s2,
焰火弹上升到最高点时速度为零,则:
由v02=2as,
解得设计师设计的焰火弹离开炮筒时的速度为:
v0==60m/s.
(2)当点火控制时间应设定为:t==
=5s.
答:(1)设计师设计的焰火弹离开炮筒时的速度为60m/s;
(2)从离开炮筒口到最高点点火,其控制时间应设定为5s.
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,下列说法中不正确的是( )
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.
本题选不正确的,故选:B
阅读下列内容,回答13-14题问题.
起跳摸高是同学们经常进行的一项活动.某学生身高1.80m,他站立举臂,手指摸到的高度为2.10m.在一次摸高测试中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到的高度为2.55m.不计空气阻力(取g=10m/s2).
正确答案
解析
解:跳起后重心升高:h=2.55m-2.10m=0.45m
根据机械能守恒定律得:
解得:v==
=3m/s
故选:B
在竖直井的井底,将一物块以v0=15m/s的速度竖直向上抛出,物块在上升过程中做加速度大小a=10m/s2的匀减速直线运动,物块上升到井口时被人接住,在被人接住前1s内物块的位移x1=6m.求:
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(2)此竖直井的深度.
正确答案
解析
解:(1)被人接住前1s内的平均速度为 =
=
=6m/s
根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得在人接住前0.5s时的速度为:v1=6m/s
设物体被接住时的速度v2,则:v2=v1-gt
得:v2=6-10×0.5=1m/s
由竖直上抛运动的运动规律,物块从抛出到被人接住所经历的时间:
t′==
s=1.4s
(2)此竖直井的深度:
h==
=11.2m
答:
(1)物体从抛出点到被人接住所经历的时间为1.4s;
(2)竖直井的深度为11.2m.
(2015秋•宜昌校级月考)将一物体在高楼顶部以25m/s的初速度向上抛出,已知小球向上做匀减速直线运动,加速度大小为10m/s2,经过4s后的速度是多少?
正确答案
解析
解:物块的初速度的方向向上,而加速度的方向向下,选取向上为正方向,则4s后的速度:
v=v0-gt=25-10×4=-15m/s
负号表示方向向下.
答:经过4s后物体的速度大小是15m/s,方向向下.
一个竖直上抛的小球,到达最高点前1s内上升的高度是它上升最大高度的.求小球上抛时的初速度和小球上抛时第1秒内的位移.
正确答案
解析
解:到达最高点前1s内上升的高度是它上升最大高度的.由于竖直上抛运动与自由落体运动具有对称性,该运动可以看做是第1s内的位移是总位移的
,由自由落体运动的位移公式:
得:m
s
小球的初速度:v0=gt=10×2×m/s=20m/s
小球上抛时第1秒内的位移:m
答:小球上抛时的初速度是20m/s,小球上抛时第1秒内的位移是15m.
从地面上将一小球竖直向上抛出,小球所受空气阻力与运动方向相反,阻力的大小与运动速度成正比,则小球在运动的整个过程中加速度最大的时刻是( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律可知,小球加速度最大时就是小球所受合外力最大时,所以:
上升时:重力与阻力方向相同,合外力大于重力
下降时:重力与阻力方向相反,合外力小于重力
故加速度最大时小球处于上升阶段.
上升时阻力与重力方向相同,故合外力F合=mg+f=mg+kv
所以小球所受合力最大时,小球的速度最大,由于小球上升时做减速运动,故抛出时小球速度最大,阻力最大,合外力最大,即加速度最大.
故选A.
在水平地面上以30m/s的初速度将某物体竖直上抛后做匀减速直线运动,不计空气阻力,物体运动的加速度大小为g(取10m/s2),则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:设竖直向上为正方向,
A、不计空气阻力的上抛运动,物体从抛出到落回地面之间无能量损失,故动能不变,即物体从抛出到落回地面的过程中速度的大小相等;抛出时速度竖直向上,落回时速度竖直向下,故速度的变化量不为0,故A错误;
B、位移为0,故平均速度为0,故B错误;
C、物体上升的最大高度:,故C正确;
D、物体上升的时间:,则从抛出到落回地面的时间是6s,故D正确;
故选:CD.
将一个物体从离地面25m处以20m/s的速度竖直向上抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体上升到最高点所用时间为______s,物体落地时的速度为______m/s,物体从抛出到落地过程的路程为______m.
正确答案
2
30
65
解析
解:由竖直上抛运动为匀减速运动可知0=v0-gt
t=
利用速度位移公式可得
代入数据解得v=30m/s
上升的高度为h′=
故路程为H=2h′+h=65m
故答案为:2,30,65.
如图所示,小球A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v0顶端滑到底端,而相同的物体B以同样大小的初速度从等高处竖直上抛,不计空气阻力,则( )
正确答案
解析
解:A、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒,所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同,但速度方向不同,故A错误.
B、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒,机械能的变化均为零,所以B正确.
C、由于两个物体落地时的速度的方向不同,由瞬时功率的公式可以知道,重力的瞬时功率不相同,重力对A做功的功率一定小于重力对B做功的功率,所以C正确.
D、平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值,物体重力做的功相同,对A而言,,对B,h=
tB,时间可能相同,当t=
时,平均功率相同,所以D正确.
故选:BCD.
在20m高处以初速度15m/s竖直上抛一物体,不计空气阻力,g取10m/s2,则物体离抛出点10m时,所经历的时间是( )
正确答案
解析
解:取竖直向上方向为正方向,当物体运动到抛出点上方离抛出点10m时,位移为:x=10m.
由竖直上抛运动的位移公式得:x=v0t-gt2
整理得:gt2-v0t+x=0
代入:5t2-15t+10=0
解方程,得:t1=1s t2=2s.
当物体运动到抛出点下方离抛出点10m时,位移为:x′=-10m,
由x′=v0t-gt2
整理得:gt2-v0t-x′=0
代入:5t2-15t-10=0
解方程得:t=3.56s(负值舍去).
故选:ACD
某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.5s内物体的( )
正确答案
解析
解:A、物体上升到最高点的时间为:,上升到最高点的位移为:
,下降的时间为:t2=5-3s=2s,则自由落体的位移大小为:
,则路程为:s=x1+x2=65m,平均速率为:
.故A正确.
B、物体的位移为:x=x1-x2=45-20m=25m,方向竖直向上,故B错误.
C、速度的变化量为:△v=gt=10×5m/s=50m/s,方向竖直向下.故C错误.
D、平均速度为:,方向竖直向上.故D正确.
故选:AD.
做竖直上抛的物体经过最高点时( )
正确答案
解析
解:A、物体做竖直上抛运动,加速度不变,始终为g,故A错误,B错误.
B、在最高点,速度为零,则动能为零,但是零势能平面未知,无法判断重力势能的大小,故C错误,D正确.
故选:D.
一物体以30m/s的速度竖直上抛,从抛出到再次返回到抛出点所需时间是( )
正确答案
解析
解:物体以30m/s的速度竖直上抛,是加速度为-g的匀变速直线运动,根据位移公式,有:
x=v0t-gt2
代入数据,有:
0=30t-
解得:
t=0(舍去)或t=6s
故选:C.
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