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简答题

一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中心,跃起后重心升高0.45m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是多少秒.(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点.运动员下落的加速度取10m/s2,计算结果保留二位有效数字)

正确答案

解:设运动员初速v0跃起,且设向上为正,有 v02=2gx       

则 v0==3m/s       

由题意,运动员全程为竖直上抛运动,位移为x=-10m     

因为 x2=v0t+gt2得:

-10=3t-×10t2

解得:t=1.7s           

答:他可用于完成空中动作的时间是1.7s.

解析

解:设运动员初速v0跃起,且设向上为正,有 v02=2gx       

则 v0==3m/s       

由题意,运动员全程为竖直上抛运动,位移为x=-10m     

因为 x2=v0t+gt2得:

-10=3t-×10t2

解得:t=1.7s           

答:他可用于完成空中动作的时间是1.7s.

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简答题

在地面上将一物体竖直上抛,经0.8s通过一屋檐,再过0.4s又通过此屋檐,求屋檐距地面的高度是多少?物体上抛时的初速度为多少?(g=10m/s2

正确答案

解:根据对称性可知,物体上升到最高点所用的时间为1s,上升的最大高度为:H===5m

抛出时的速度为:v=gt=10×1=10m/s,

屋檐距最高点的高度:==0.2m,

则屋檐距地面的高度为:h2=5-0.2=4.8m

答:屋檐距地面的高度是4.8m,物体上抛时的初速度为10m/s.

解析

解:根据对称性可知,物体上升到最高点所用的时间为1s,上升的最大高度为:H===5m

抛出时的速度为:v=gt=10×1=10m/s,

屋檐距最高点的高度:==0.2m,

则屋檐距地面的高度为:h2=5-0.2=4.8m

答:屋檐距地面的高度是4.8m,物体上抛时的初速度为10m/s.

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简答题

从某点以20m/s初速度竖直上抛一物体,抛出的同一时刻在该物体正上方20m处自由下落一物体,取g=10m/s2,则两个物体何时何处相遇?

正确答案

解:竖直上抛运动的物体上升的高度:h=

自由落体运动的物体下落的高度:

相遇时:h+h′=H

联立解得:t=1s

得:h=15m

答:两个物体经过1s在高15m处相遇.

解析

解:竖直上抛运动的物体上升的高度:h=

自由落体运动的物体下落的高度:

相遇时:h+h′=H

联立解得:t=1s

得:h=15m

答:两个物体经过1s在高15m处相遇.

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简答题

一物体以10m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,它最多能运动多高?(假设物体的重力加速度为10m/s2,竖直向下)

正确答案

解:根据可得:

0-v02=-2gh

0-102=-2×10h

解得:h=5m

答:它最多能运动5m高.

解析

解:根据可得:

0-v02=-2gh

0-102=-2×10h

解得:h=5m

答:它最多能运动5m高.

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简答题

一个质量为0.2kg的小球在空气阻力大小不变的情况下以22m/s的初速度从地面处竖直上抛,2秒后到达最高点,然后落回原处(g取10m/s2),试求:

(1)小球向上运动过程中空气阻力的大小.

(2)小球能到达的最大高度.

(3)若小球与地面碰撞时不损失机械能,求它在停止前所通过的总路程.

正确答案

解:(1)由题意知a=-==-11m/s2

又 f+mg=ma                       

得 f=0.2N                         

(2)由题意知           

代入数据解得:h=22m                

(3)对小球运动的整个过程,因为所受空气阻力不变

由动能定理:fL=            

解得:L=242m

答:(1)小球向上运动过程中空气阻力的大小为0.2N.

(2)小球能到达的最大高度为22m.

(3)若小球与地面碰撞时不损失机械能,它在停止前所通过的总路程为242m.

解析

解:(1)由题意知a=-==-11m/s2

又 f+mg=ma                       

得 f=0.2N                         

(2)由题意知           

代入数据解得:h=22m                

(3)对小球运动的整个过程,因为所受空气阻力不变

由动能定理:fL=            

解得:L=242m

答:(1)小球向上运动过程中空气阻力的大小为0.2N.

(2)小球能到达的最大高度为22m.

(3)若小球与地面碰撞时不损失机械能,它在停止前所通过的总路程为242m.

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简答题

气球以5m/s的速度从地面匀速上升,上升过程中从气球上掉落一个小物体,该物体离开气球后经2s着地.小物体离开气球后,气球以1m/s2的加速度匀加速上升.空气对小物体的阻力不计,g取l0m/s2.试求:

(1)小物体离开气球时,气球的高度;

(2)小物体着地时的速度大小;

(3)小物体着地时,气球的高度.

正确答案

解:(1)设小物体离开气球时,气球离地的高度为h,取竖直向上为正方向,则

-h=v0t-gt2

代入得:h=gt2-v0t=×10×22-5×2=10m        

(2)小物体着地时的速度大小为vt=v0-gt=5-10×2=-15 m/s (“-”表示方向向下)

(3)小物体着地时,气球的高度H=h+(v0t+)=10+(5×2+×1×22)=22 m

答:(1)小物体离开气球时,气球的高度是10m;

(2)小物体着地时的速度大小是15m/s;

(3)小物体着地时,气球的高度是22m.

解析

解:(1)设小物体离开气球时,气球离地的高度为h,取竖直向上为正方向,则

-h=v0t-gt2

代入得:h=gt2-v0t=×10×22-5×2=10m        

(2)小物体着地时的速度大小为vt=v0-gt=5-10×2=-15 m/s (“-”表示方向向下)

(3)小物体着地时,气球的高度H=h+(v0t+)=10+(5×2+×1×22)=22 m

答:(1)小物体离开气球时,气球的高度是10m;

(2)小物体着地时的速度大小是15m/s;

(3)小物体着地时,气球的高度是22m.

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简答题

如图所示,A、B两棒长均为L=1m,A的下端和B的上端相距s=20m.若 A、B同时运动,A做自由落体、B做竖直上抛,初速度v0=40m/s,求:

(1)A、B两棒何时相遇; 

(2)从相遇开始到分离所需的时间.

正确答案

解:(1)以A为参考系,B以v0向上匀速运动,在相遇的过程中,B的位移为s,根据匀速直线运动的公式得:

t==0.5s

(2)从相遇开始到分离所需时间,以A为参考系,B的位移为2L,根据匀速直线运动的公式得,

△t==0.05s.

答:(1)A、B经过0.5s相遇.

(2)从相遇开始到分离所需时间为0.05s.

解析

解:(1)以A为参考系,B以v0向上匀速运动,在相遇的过程中,B的位移为s,根据匀速直线运动的公式得:

t==0.5s

(2)从相遇开始到分离所需时间,以A为参考系,B的位移为2L,根据匀速直线运动的公式得,

△t==0.05s.

答:(1)A、B经过0.5s相遇.

(2)从相遇开始到分离所需时间为0.05s.

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简答题

某同学用力上抛一个小球,已知该同学抛出的小球初速度大小为19.6m/s,方向竖直向上,忽略空气阻力的影响,经过4s后,小球以同样的速度大小落回到该同学的手中,试求整个过程小球运动的加速度大小及方向.

正确答案

解:经过4s后,小球以同样的速度大小落回到该同学的手中时,速度的方向向下,则加速度:

m/s2

负号表示加速度的方向与初速度的方向相反,竖直向下.

答:整个过程小球运动的加速度大小是9.8m/s2,方向竖直向下.

解析

解:经过4s后,小球以同样的速度大小落回到该同学的手中时,速度的方向向下,则加速度:

m/s2

负号表示加速度的方向与初速度的方向相反,竖直向下.

答:整个过程小球运动的加速度大小是9.8m/s2,方向竖直向下.

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简答题

小球1从高H处自由落下,同时球2从其正下方以速度v0竖直上抛,两球可在空中相遇.试就下列两种情况速度v0的取值范围.

(1)在小球2上升过程两球在空中相遇;

(2)在小球2下降过程两球在空中相遇.

正确答案

解:(1)设经过时间t两球在空中相碰,小球1做自由落体运动的位移,则

 h1=gt2

小球2做竖直上抛运动的位移,则有 h2=v0t-gt2

由几何关系 H=h1+h2

联立①②③解得

 t= ④

小球2上升的时间 t= ⑤,在空中运动的总时间 t= ⑥

(1)要使在小球2上升过程两球在空中相遇,则必须满足:t<t

则④⑥解得:v0 ⑦

(2)在小球2下降过程两球在空中相遇,必须满足:t<t<t  ⑧

由④⑥⑧解得:<v0

答:

(1)在小球2上升过程两球在空中相遇,v0

(2)在小球2下降过程两球在空中相遇,<v0

解析

解:(1)设经过时间t两球在空中相碰,小球1做自由落体运动的位移,则

 h1=gt2

小球2做竖直上抛运动的位移,则有 h2=v0t-gt2

由几何关系 H=h1+h2

联立①②③解得

 t= ④

小球2上升的时间 t= ⑤,在空中运动的总时间 t= ⑥

(1)要使在小球2上升过程两球在空中相遇,则必须满足:t<t

则④⑥解得:v0 ⑦

(2)在小球2下降过程两球在空中相遇,必须满足:t<t<t  ⑧

由④⑥⑧解得:<v0

答:

(1)在小球2上升过程两球在空中相遇,v0

(2)在小球2下降过程两球在空中相遇,<v0

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简答题

小明同学站在斜坡顶端以速度5m/s水平抛出一小球,小球恰好落在坡底,抛出点和坡底的竖直高度差为20m(不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2).求:

(1)小球在空中飞行的时间;

(2)抛出点和坡底的水平距离;

(3)小球落到坡底时的速度大小(结果可用根号表示).

正确答案

解:(1)竖直方向上小球做自由落体运动,由得:

代入数据:t=2s                                          

(2)抛出点和坡底的水平距离x=v0t                           

代入数据x=10m                                       

(3)小球落到坡底时的速度v=

vy=gt

代入数据可得:m/s    

答:(1)小球在空中飞行的时间为2s;

(2)抛出点和坡底的水平距离为10m;

(3)小球落到坡底时的速度为m/s

解析

解:(1)竖直方向上小球做自由落体运动,由得:

代入数据:t=2s                                          

(2)抛出点和坡底的水平距离x=v0t                           

代入数据x=10m                                       

(3)小球落到坡底时的速度v=

vy=gt

代入数据可得:m/s    

答:(1)小球在空中飞行的时间为2s;

(2)抛出点和坡底的水平距离为10m;

(3)小球落到坡底时的速度为m/s

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简答题

如图所示,离地面足够高处有一竖直的空管,管长为24m,M、N为空管的上、下两端,空管由静止开始以2m/s2的加速度竖直向下做匀加速直线运动,同时在M处有一可视为质点的小球,正以某一初速度v0做竖直向上的匀减速直线运动,加速度a′=10m/s2.求:

(1)若v0=10m/s,小球到达最高点所用的时间;

(2)若v0=10m/s,在小球上升的过程中,小球上升的最大高度和此过程中空管下落的高度;

(3)若此空管的N端距离地面高64m,欲使在空管到达地面时小球必须落在管内,在其他条件不变的前提下,求小球初速度v0的范围.

正确答案

解:(1)小球到达最高点时的速度为零,

由速度公式可知,t1==1s;

(2)小球上升的最大高度:

h1===5m,

空管做竖直向下的匀加速直线运动,

下落高度:h2=at2=×2×12=1m;

(3)设空管经时间t′到达地面,

由H=at′2,可得:t′===8s,

小球下落高度:h=v0t′-a′t′2

小球落入管内的条件是:64m≤h≤88m,

解得:29m/s≤v0≤32m/s;

答:(1)若v0=10m/s,小球到达最高点所用的时间为1s;

(2)若v0=10m/s,在小球上升的过程中,小球上升的最大高度为5m,次过程中空管下落的高度为1m;

(3)若此空管的N端距离地面高64m,欲使在空管到达地面时小球必须落在管内,在其他条件不变的前提下,小球初速度v0的范围是:29m/s≤v0≤32m/s.

解析

解:(1)小球到达最高点时的速度为零,

由速度公式可知,t1==1s;

(2)小球上升的最大高度:

h1===5m,

空管做竖直向下的匀加速直线运动,

下落高度:h2=at2=×2×12=1m;

(3)设空管经时间t′到达地面,

由H=at′2,可得:t′===8s,

小球下落高度:h=v0t′-a′t′2

小球落入管内的条件是:64m≤h≤88m,

解得:29m/s≤v0≤32m/s;

答:(1)若v0=10m/s,小球到达最高点所用的时间为1s;

(2)若v0=10m/s,在小球上升的过程中,小球上升的最大高度为5m,次过程中空管下落的高度为1m;

(3)若此空管的N端距离地面高64m,欲使在空管到达地面时小球必须落在管内,在其他条件不变的前提下,小球初速度v0的范围是:29m/s≤v0≤32m/s.

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简答题

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:(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.

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.

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简答题

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:(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

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

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简答题

从地面同时竖直上抛甲、乙两小球,甲球上升的最大高度比乙球上升的最大高度多5.5m,甲球落地时间比乙球迟1s,不计空气阻力,求甲、乙两球抛出时的速度大小各为多少?(g取10m/s2

正确答案

解:设甲、乙两球抛出时的速度大小各是v1和v2.抛出点的高度为h.

据题有:-=5.5m

可得 -=110 m2/s2

对于甲球有:t1= 

对于乙球有:t2=

又 t1-t2=1s

可得 v1-v2=5m/s

联立解得 v1=13.5m/s,v2=8.5m/s

答:甲、乙两球抛出时的速度大小各是13.5m/s和8.5m/s.

解析

解:设甲、乙两球抛出时的速度大小各是v1和v2.抛出点的高度为h.

据题有:-=5.5m

可得 -=110 m2/s2

对于甲球有:t1= 

对于乙球有:t2=

又 t1-t2=1s

可得 v1-v2=5m/s

联立解得 v1=13.5m/s,v2=8.5m/s

答:甲、乙两球抛出时的速度大小各是13.5m/s和8.5m/s.

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简答题

在距地10m的高处以5m/s的速度竖直上抛一个物体,g=10m/s2,则它到地面的最大高度为______m.

正确答案

解:根据h=,得,则离出发点的最大高度:h=.则离地面的最大高度H=10+1.25m=11.25m.

故答案为:11.25.

解析

解:根据h=,得,则离出发点的最大高度:h=.则离地面的最大高度H=10+1.25m=11.25m.

故答案为:11.25.

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