- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
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:(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.
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.
一个氢气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从气球上面掉下一重物.此重物最多可上升到距地面多高处?此重物从氢气球上掉下后,经多长时间落回地面?落地时速度多大(忽略空气阻力 g=10m/s2)?
正确答案
解:10s末重物的速度为:v=at=4×10=40m/s
10s内上升的高度为:m
从气球脱离后上升的高度为:h′=
则距离地面的最大高度为:H=200m+80m=280m;
上升所用时间:t′==4s
设从最高点下落到地面的时间为t″,则:
即:280m=×10×t″2
得:t″≈7.48s
则t总=4s+7.48s=11.48s
落地速度为v′=gt″=10×7.48m/s=74.8m/s
答:此重物最高可上升到距地面280m高,此重物从气球上掉下后,经11.48s时间落回地面,落地速度为74.8m/s.
解析
解:10s末重物的速度为:v=at=4×10=40m/s
10s内上升的高度为:m
从气球脱离后上升的高度为:h′=
则距离地面的最大高度为:H=200m+80m=280m;
上升所用时间:t′==4s
设从最高点下落到地面的时间为t″,则:
即:280m=×10×t″2
得:t″≈7.48s
则t总=4s+7.48s=11.48s
落地速度为v′=gt″=10×7.48m/s=74.8m/s
答:此重物最高可上升到距地面280m高,此重物从气球上掉下后,经11.48s时间落回地面,落地速度为74.8m/s.
在某处以速度2V0竖直上抛出A球后,又以速度V0竖直向上抛出B球,要使两球能在空中相遇,两球抛出的时间间隔△t应满足什么条件?(空气阻力不计)
正确答案
解:A在空中的时间为:t1=;
B在空中的时间为:t2=;
若在空中相遇则应该有:
t1-t2<△t<t1,
即得:<△t<
.
答:要使两球能在空中相遇,两球抛出的时间间隔△t应满足<△t<
.
解析
解:A在空中的时间为:t1=;
B在空中的时间为:t2=;
若在空中相遇则应该有:
t1-t2<△t<t1,
即得:<△t<
.
答:要使两球能在空中相遇,两球抛出的时间间隔△t应满足<△t<
.
气球以2m/s的速度从地面开始竖直上升,气球下面系一重物,在上升到离地72m高处系重物的绳断了,试求
(1)重物上升到最高点时离地面的高度
(2)绳断后重物要经过多少时间才能到达地面(g取10m/s2)
正确答案
解:(1)绳断后,重物做竖直上抛运动,继续上升的高度为:
h1=m
则重物上升的最大高度为:
H=h1+h2=72+0.2=72.2m.
(2)规定向上为正方向,绳断后,重物的位移x=-72m,加速度a=-10m/s2,
根据x=v0t+gt2得:-72=2t-5t2
代入数据得:t=4.0s(负值舍去)
答:(1)重物上升的最大高度为72.2m;
(2)绳断后重物一共经4.0s时间落地.
解析
解:(1)绳断后,重物做竖直上抛运动,继续上升的高度为:
h1=m
则重物上升的最大高度为:
H=h1+h2=72+0.2=72.2m.
(2)规定向上为正方向,绳断后,重物的位移x=-72m,加速度a=-10m/s2,
根据x=v0t+gt2得:-72=2t-5t2
代入数据得:t=4.0s(负值舍去)
答:(1)重物上升的最大高度为72.2m;
(2)绳断后重物一共经4.0s时间落地.
以初速度v0竖直上抛一物体,已知t1末上升到h高处,在t2末又回到同一高度h处.已知重力加速度为g.试求出h 的表达式.(用v0、t1、t2、g表示)
正确答案
解:取竖直向上方向为正方向,将竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动,则加速度a=-g
由x=v0t+at2得 h=v0t-
gt2
可解得t=,
根据题意可得:,
因此,t1•t2(t1+t2)=,所以,h=
t1•t2(t1+t2)
答:h的表达式为h=t1•t2(t1+t2).
解析
解:取竖直向上方向为正方向,将竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动,则加速度a=-g
由x=v0t+at2得 h=v0t-
gt2
可解得t=,
根据题意可得:,
因此,t1•t2(t1+t2)=,所以,h=
t1•t2(t1+t2)
答:h的表达式为h=t1•t2(t1+t2).
气球上系一重物,以4m/s的速度自地面匀速上升.当上升到离地面高度h=9m处时,绳子突然断了.问:
(1)重物是否立即下降?重物要经过多长时间才能落到地面?
(2)重物落地时的速度是多大?(取g=10m/s2)
正确答案
解:(1)绳子断裂后,重物具有向上的速度,不会立即下降,而是做竖直上抛运动;
规定竖直向下为正方向,则a=10m/s2,v0=-4m/s,h=9m,
由匀变速运动的位移公式:h=v0t+at2得:
9=-4t+×10t2,解得:代入数据得:t=1.8s,
(2)重物落地时的速度:v=v0+at=-4+10×1.8=14m/s.
答:(1)重物不能立即下降,重物要经过1.8s才能落到地面;
(2)重物落地时的速度是14m/s.
解析
解:(1)绳子断裂后,重物具有向上的速度,不会立即下降,而是做竖直上抛运动;
规定竖直向下为正方向,则a=10m/s2,v0=-4m/s,h=9m,
由匀变速运动的位移公式:h=v0t+at2得:
9=-4t+×10t2,解得:代入数据得:t=1.8s,
(2)重物落地时的速度:v=v0+at=-4+10×1.8=14m/s.
答:(1)重物不能立即下降,重物要经过1.8s才能落到地面;
(2)重物落地时的速度是14m/s.
(2012春•荣成市校级月考)某人站在距水面15m高的桥上竖直上抛一小球,经15s落入水中,(空气阻力不计,g=10m/s2)求
(1)人抛球的初速度;
(2)最高点距离抛出点的高度;
(3)这段时间内速度的变化量.
正确答案
解:(1)小球在空中加速度为g,设初速度为v,向下为正方向,则有:
h=v0t+gt2
解得:v0=-74m/s;
(2)对上抛至最高点分析,由v2=2gh可得最高点距离抛出点的高度为:
h′==
=273.8m;
(3)小球落到水面上时的速度为:v′=v0+gt=-74+10×15=76m/s;
这段时间内速度的变化量为:△v=76-(-74)=150m/s;
答:(1)人抛球的初速度为74m/s; 方向向下;
(2)最高点距离抛出点的高度为273.8m;
(3)这段时间内速度的变化量为150m/s
解析
解:(1)小球在空中加速度为g,设初速度为v,向下为正方向,则有:
h=v0t+gt2
解得:v0=-74m/s;
(2)对上抛至最高点分析,由v2=2gh可得最高点距离抛出点的高度为:
h′==
=273.8m;
(3)小球落到水面上时的速度为:v′=v0+gt=-74+10×15=76m/s;
这段时间内速度的变化量为:△v=76-(-74)=150m/s;
答:(1)人抛球的初速度为74m/s; 方向向下;
(2)最高点距离抛出点的高度为273.8m;
(3)这段时间内速度的变化量为150m/s
(2015秋•垫江县期末)从距地面高h处将一小球以初速度v0=10m/s竖直向上抛出,经时间t=3s落地,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球落地时速度v;
(2)高度h.
正确答案
解:(1)取竖直向上为正方向,则小球的加速度为a=-g.
小球落地时速度为:v=v0-gt=10-10×3=-20m/s,大小为20m/s,方向竖直向下.
(2)小球的位移为:x=v0t-gt2=10×3-
×10×32=-15m
故高度为:h=|x|=15m
答:(1)小球落地时速度v大小为20m/s,方向竖直向下;
(2)高度h是15m.
解析
解:(1)取竖直向上为正方向,则小球的加速度为a=-g.
小球落地时速度为:v=v0-gt=10-10×3=-20m/s,大小为20m/s,方向竖直向下.
(2)小球的位移为:x=v0t-gt2=10×3-
×10×32=-15m
故高度为:h=|x|=15m
答:(1)小球落地时速度v大小为20m/s,方向竖直向下;
(2)高度h是15m.
某人在离地高H=15m的屋顶将手伸出屋檐,以初速度V0=10m/s竖直向上抛出一小球,它抛出以后运动的过程中,(忽略阻力,g=10m/s2)求:
(1)小球抛出后离地的最大高度是多少?
(2)小球经多长时间落到地上?
(3)小球落地的速度大小是多少?
正确答案
解:(1)小球作竖直上抛运动,令抛出后上升最大高度为h,据-2gh=0-v20
得:h==
m=5m
所以小球抛出后离地的最大高度为:
H′=H+h=15+5=20(m)
(2)将小球的竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动,从抛出到落地的过程中,取竖直向下为正方向,则
位移为 S=15m,加速度为 a=g=10m/s2,初速度为v0=-10m/s,
代入公式 S=v0t+at2
得:15=-10t+
解得小球抛出后到落地经过时间:t=3s
(3)据vt=v0+at
得:vt=-10+10×3=20(m/s)
答:(1)小球抛出后离地的最大高度是20m.
(2)小球经3s时间落到地上.
(3)小球落地的速度大小是20m/s.
解析
解:(1)小球作竖直上抛运动,令抛出后上升最大高度为h,据-2gh=0-v20
得:h==
m=5m
所以小球抛出后离地的最大高度为:
H′=H+h=15+5=20(m)
(2)将小球的竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动,从抛出到落地的过程中,取竖直向下为正方向,则
位移为 S=15m,加速度为 a=g=10m/s2,初速度为v0=-10m/s,
代入公式 S=v0t+at2
得:15=-10t+
解得小球抛出后到落地经过时间:t=3s
(3)据vt=v0+at
得:vt=-10+10×3=20(m/s)
答:(1)小球抛出后离地的最大高度是20m.
(2)小球经3s时间落到地上.
(3)小球落地的速度大小是20m/s.
在离地125米处小球A由静止开始下落,与此同时在A的正下方地面上以初速度v0竖直上抛另一个小球B.
(1)若A、B两同时落地,求A球落地时间t和B球上抛的最大高度H.
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,求B球上抛的初速度V0.
(3)若要保证B在上升阶段能与A相遇,则B球上抛的初速度V0应满足什么条件?
正确答案
解:(1)A球落地的时间:s
B球做竖直上抛运动,上升的时间与下落的时间相等,所以下落的时间:s
B球下落的高度:m
即B竖直上抛的最大高度是31.25m
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,设相遇的时间是t0,则A与B相遇时:;
v0-gt0=0
代入数据得:t0=3.53s
所以:v0=gt0=10×3.53=35.3m/s
(3)若要保证B在上升阶段能与A相遇,设相遇的时间是t0′,则A与B相遇时:;
v0-gt0′>0
代入数据得:v0′>35.3m/s
答:(1)若A、B两同时落地,A球落地时间t是5s,B球上抛的最大高度H是31.5m.
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,B球上抛的初速度等于35.3m/s.
(3)若要保证B在上升阶段能与A相遇,则B球上抛的初速度V0应大于35.3m/s
解析
解:(1)A球落地的时间:s
B球做竖直上抛运动,上升的时间与下落的时间相等,所以下落的时间:s
B球下落的高度:m
即B竖直上抛的最大高度是31.25m
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,设相遇的时间是t0,则A与B相遇时:;
v0-gt0=0
代入数据得:t0=3.53s
所以:v0=gt0=10×3.53=35.3m/s
(3)若要保证B在上升阶段能与A相遇,设相遇的时间是t0′,则A与B相遇时:;
v0-gt0′>0
代入数据得:v0′>35.3m/s
答:(1)若A、B两同时落地,A球落地时间t是5s,B球上抛的最大高度H是31.5m.
(2)若A、B恰好在B上抛的最高点相遇,B球上抛的初速度等于35.3m/s.
(3)若要保证B在上升阶段能与A相遇,则B球上抛的初速度V0应大于35.3m/s
一质点从地面开始竖直上抛,不计空气阻力,它上升了12m的A点时,速度减为初速度的一半,求
(1)质点的初速度的大小
(2)质点两次经过A点的时间间隔?(取g=10m/s2)
正确答案
解:(1)设初速度为v0,则
代入数据解得:v0=
(2)从A点上升的时间=
根据对称性可知:质点两次经过A点的时间间隔t=2
答:(1)质点的初速度的大小为;
(2)质点两次经过A点的时间间隔为.
解析
解:(1)设初速度为v0,则
代入数据解得:v0=
(2)从A点上升的时间=
根据对称性可知:质点两次经过A点的时间间隔t=2
答:(1)质点的初速度的大小为;
(2)质点两次经过A点的时间间隔为.
某人在25m高的阳台上以20m/s的速度竖直向上抛出一个小球,求
(1)小球经过多少时间到达最高点?
(2)最高点离地面的高度是多少?
(3)小球从抛出到落到地面所经历的时间?(g取10m/s2)
正确答案
解:(1)小球上升到最高点所需时间为:
(2)小球从抛出到最高点运动的位移为:
最高点离地面的高度:H=h1+h2=20+25=45m
(3)小球从最高点落到地面的时间为t2 ==3s
所以小球从抛出到落到地面所经历的时间为:t=t1+t2=2+3=5s
答:(1)小球经过2s到达最高点;
(2)最高点离地面的高度是45m;
(3)小球从抛出到落到地面所经历的时间5s.
解析
解:(1)小球上升到最高点所需时间为:
(2)小球从抛出到最高点运动的位移为:
最高点离地面的高度:H=h1+h2=20+25=45m
(3)小球从最高点落到地面的时间为t2 ==3s
所以小球从抛出到落到地面所经历的时间为:t=t1+t2=2+3=5s
答:(1)小球经过2s到达最高点;
(2)最高点离地面的高度是45m;
(3)小球从抛出到落到地面所经历的时间5s.
一个气球以4m/s的速度从地面匀速竖直上升,气球下悬挂着一个物体,气球上升到217m的高度时,悬挂物体的绳子断了,则从这时起,物体经过多少时间落到地面?(不计空气阻力)
正确答案
解:选向上为正方向,物体在离地217m处竖直上抛,初速度为v0=4m/s,最后落地的位移为h=-217m,
根据匀变速直线运动的位移时间关系式:h=v0t-gt2
整理得:(5t+31)×(t-7)=0
解得:t=7s
答:物体经过7s落到地面.
解析
解:选向上为正方向,物体在离地217m处竖直上抛,初速度为v0=4m/s,最后落地的位移为h=-217m,
根据匀变速直线运动的位移时间关系式:h=v0t-gt2
整理得:(5t+31)×(t-7)=0
解得:t=7s
答:物体经过7s落到地面.
在地面以初速度2v0竖直上抛一物体A,然后在同一位置又以初速度v0竖直上抛另一物体B,要使两物体能在空中相遇,求两物体抛出的时间间隔要满足的条件.
正确答案
解:A在空中的时间:t1=2×…①
B在空中的时间:t2=2×…②
要使A、B能在空中相遇,t1-t2<△t<t1 …③
即得:<△t<
…④
答:两物体抛出的时间间隔要满足的条件是<△t<
.
解析
解:A在空中的时间:t1=2×…①
B在空中的时间:t2=2×…②
要使A、B能在空中相遇,t1-t2<△t<t1 …③
即得:<△t<
…④
答:两物体抛出的时间间隔要满足的条件是<△t<
.
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,空管受到外力作用,由静止开始竖直向下做匀加速运动,加速度为2m/s2.同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛,小球只受重力,取g=10m/s2.求:
(1)若小球上抛的初速度为10m/s,经过多长时间从管的N端穿处?
(2)若此空管的N端距离地面64m高,欲使在空管到达地面时小球必须落到管内,在其他条件不变的前提下,求小球的初速度大小的范围?
正确答案
解:(1)设经t时间,小球从N端穿出,小球下落的高度为:h1=-v0t+gt2…②
空管下落的高度为:h2=at2…③
则有:h1-h2=L…④
联立得:-v0t+gt2-
at2=L…⑤
代入数据解得:t=4s,t=-1.5s(舍)…⑥
(2)设小球初速度v0,空管经t‘时间到达地面,则有:H=at′2…⑦
得:t′==8s…⑧
小球在t'时间下落高度为:h=-v0t′+gt′2…⑨
小球落入管内的条件是:64m≤h≤88m
解得:29m/s≤v0≤32m/s
所以小球的初速度大小必须在29m/s到32m/s范围内.
答:(1)经过4s时间从管的N端穿出;
(2)小球的初速度v0大小的范围为29m/s≤v0≤32m/s.
解析
解:(1)设经t时间,小球从N端穿出,小球下落的高度为:h1=-v0t+gt2…②
空管下落的高度为:h2=at2…③
则有:h1-h2=L…④
联立得:-v0t+gt2-
at2=L…⑤
代入数据解得:t=4s,t=-1.5s(舍)…⑥
(2)设小球初速度v0,空管经t‘时间到达地面,则有:H=at′2…⑦
得:t′==8s…⑧
小球在t'时间下落高度为:h=-v0t′+gt′2…⑨
小球落入管内的条件是:64m≤h≤88m
解得:29m/s≤v0≤32m/s
所以小球的初速度大小必须在29m/s到32m/s范围内.
答:(1)经过4s时间从管的N端穿出;
(2)小球的初速度v0大小的范围为29m/s≤v0≤32m/s.
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