- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
一枚小火箭携带试验炸弹竖直发射升空,小火箭的加速度a=10m/s2,经t1=20s后小火箭与试验炸弹分离,预定试验炸弹在最高点爆炸,取g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)试验炸弹预定爆炸点的高度是多少?
(2)若试验失败,炸弹未爆炸,如果不采取措施,炸弹会在分离后多长时间落地?在炸弹到达最高点10s后,以V0=400m/s竖直发射一枚炮弹拦截,拦截点高度是?
正确答案
解:(1)小火箭在20s内上升的高度:m
此时火箭的速度:v1=at1=10×20m/s=200m/s
炸弹竖直上抛运动的高度:m
所以:试验炸弹预定爆炸点的高度是:H=h1+h2=4000m
(2)炸弹竖直上抛运动的时间:s
炸弹在到达最高点后做自由落体运动的时间:s
炸弹在分离后的落地时间是两段时间:T=t2+t3=20s+28.3s=48.3s
设炸弹与炮弹在空中相遇的时间为t,则炸弹下落的过程中:
炮弹在竖直方向的位移:
由于:y1+y2=H
联立以上3个公式,代入数据解得:t=17s
拦截点高度:m
答:(1)试验炸弹预定爆炸点的高度是4000m;
(2)若试验失败,炸弹未爆炸,如果不采取措施,炸弹会在分离后48.3s落地,在炸弹到达最高点10s后,以v0=400m/s竖直发射一枚炮弹拦截拦截点高度是2555m.
解析
解:(1)小火箭在20s内上升的高度:m
此时火箭的速度:v1=at1=10×20m/s=200m/s
炸弹竖直上抛运动的高度:m
所以:试验炸弹预定爆炸点的高度是:H=h1+h2=4000m
(2)炸弹竖直上抛运动的时间:s
炸弹在到达最高点后做自由落体运动的时间:s
炸弹在分离后的落地时间是两段时间:T=t2+t3=20s+28.3s=48.3s
设炸弹与炮弹在空中相遇的时间为t,则炸弹下落的过程中:
炮弹在竖直方向的位移:
由于:y1+y2=H
联立以上3个公式,代入数据解得:t=17s
拦截点高度:m
答:(1)试验炸弹预定爆炸点的高度是4000m;
(2)若试验失败,炸弹未爆炸,如果不采取措施,炸弹会在分离后48.3s落地,在炸弹到达最高点10s后,以v0=400m/s竖直发射一枚炮弹拦截拦截点高度是2555m.
电梯的高度是h,正在匀加速下降的(a<g),电梯顶上有一个螺丝脱落,这个螺丝从电梯顶落到地板上所需时间是多少?若电梯以相同大小加速度匀速上升所需时间又是多少?
正确答案
解:当电梯匀加速下降时,设螺丝脱落瞬间电梯的速度为v,则有:
h=(vt+)-(vt+
)
解得:t=
若电梯以相同大小加速度匀速上升时,则有:
h=(vt′+)-(vt′-
)
解得:t′=
答:这个螺丝从电梯顶落到地板上所需时间是.电梯以相同大小加速度匀速上升时,所需时间是
.
解析
解:当电梯匀加速下降时,设螺丝脱落瞬间电梯的速度为v,则有:
h=(vt+)-(vt+
)
解得:t=
若电梯以相同大小加速度匀速上升时,则有:
h=(vt′+)-(vt′-
)
解得:t′=
答:这个螺丝从电梯顶落到地板上所需时间是.电梯以相同大小加速度匀速上升时,所需时间是
.
以V0=12m∕s的初速度竖直向上抛出一质量为0.5kg的物体,g取10m/s2.
求:不考虑空气阻力,小球上升的最大高度和回到抛出点的时间?
正确答案
解:设物体上升的最大高度为H,则有:
H==
=7.2m
结合运动的对称性,运动时间为:
t=2×=2×
=2.4s
答:小球上升的最大高度为7.2m,回到抛出点的时间为2.4s;
解析
解:设物体上升的最大高度为H,则有:
H==
=7.2m
结合运动的对称性,运动时间为:
t=2×=2×
=2.4s
答:小球上升的最大高度为7.2m,回到抛出点的时间为2.4s;
当气球上升到离地面150m高时,从气球上掉下一个物体,经过6秒落地,求物体落地时的速度.
正确答案
解:取竖直向上为正方向,物体从气球上掉下后做,竖直上抛运动,将该运动看成一种匀减速直线运动,则物体落地时通过的位移为 x=-150m
由x=v0t-得:v0=
+
gt=
+
=5m/s
则物体落地时的速度为 v=v0-gt=5-10×5=-45m/s,负号表示速度方向向下.
答:物体落地时的速度为45m/s.
解析
解:取竖直向上为正方向,物体从气球上掉下后做,竖直上抛运动,将该运动看成一种匀减速直线运动,则物体落地时通过的位移为 x=-150m
由x=v0t-得:v0=
+
gt=
+
=5m/s
则物体落地时的速度为 v=v0-gt=5-10×5=-45m/s,负号表示速度方向向下.
答:物体落地时的速度为45m/s.
某人站在离地高H=60m的平台边缘,以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石块,不考虑空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)石块上升离平台的最大高度h
(2)石块落到地面的速度大小v.
正确答案
解:(1)由运动学公式得
石块上升离平台的最大高度
h==20 m
(2)以竖直向下为正方向,石块从抛出到落地的全过程,有
解得石块落到地面的速度大小v=40 m/s
答:
(1)石块上升离平台的最大高度h是20m
(2)石块落到地面的速度大小v是40m/s.
解析
解:(1)由运动学公式得
石块上升离平台的最大高度
h==20 m
(2)以竖直向下为正方向,石块从抛出到落地的全过程,有
解得石块落到地面的速度大小v=40 m/s
答:
(1)石块上升离平台的最大高度h是20m
(2)石块落到地面的速度大小v是40m/s.
有一气球以5m/s匀速由地面向上直升,经30s后落下一重物,求:
(1)此物体要经多长时间才能落到地面;
(2)物体到达地面时的速度(g取10m/s2)
正确答案
解:匀速竖直上升30s上升的高度为:h=vt=150m.
重物做竖直上抛运动.取竖直向上方向为正方向,则有:v=5m/s,a=-g=-10m/s2,x=-h=-150m
则有:x=vt+,
代入数据解得:t=6s
物体落地时速度为:V=v+at=-55m/s,
则物体落地时速度大小为55m/s.
答:(1)物体落地所用的时间为6s,
(2)物体落地时速度大小为55m/s.
解析
解:匀速竖直上升30s上升的高度为:h=vt=150m.
重物做竖直上抛运动.取竖直向上方向为正方向,则有:v=5m/s,a=-g=-10m/s2,x=-h=-150m
则有:x=vt+,
代入数据解得:t=6s
物体落地时速度为:V=v+at=-55m/s,
则物体落地时速度大小为55m/s.
答:(1)物体落地所用的时间为6s,
(2)物体落地时速度大小为55m/s.
某人站在18层高楼的平台边缘处,以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石子.求抛出后,石子经过距抛出点15m处所需的时间及速度大小.(不计空气阻力,g取10m/s2)
正确答案
解:石子做竖直上抛运动,由v2=2gh得,石子上升的最大高度H=20m>15m;
以竖直向上为正方向,当石子在抛出点上方15m处时,由匀变速运动的位移公式得:
x=v0t+at2,
即:15=20t+×(-10)t2,
解得:t1=1s,t2=3s;
速度大小为v=v0-gt=20-10×1=10m/s
当石子在抛出点下方15m处时,由x=v0t+at2,
得-15=20t+×(-10)t2,
解得:t3=(2+)s;
速度v=v0-gt=20-10×=-10
m/s,速度大小为10
m
答:抛出后,石子经过距抛出点15 m处所需的时间可能为1s,3s,(2+)s,1s,3s末速度大小为10m/s,(2+
)s末速度大小为10
m.
解析
解:石子做竖直上抛运动,由v2=2gh得,石子上升的最大高度H=20m>15m;
以竖直向上为正方向,当石子在抛出点上方15m处时,由匀变速运动的位移公式得:
x=v0t+at2,
即:15=20t+×(-10)t2,
解得:t1=1s,t2=3s;
速度大小为v=v0-gt=20-10×1=10m/s
当石子在抛出点下方15m处时,由x=v0t+at2,
得-15=20t+×(-10)t2,
解得:t3=(2+)s;
速度v=v0-gt=20-10×=-10
m/s,速度大小为10
m
答:抛出后,石子经过距抛出点15 m处所需的时间可能为1s,3s,(2+)s,1s,3s末速度大小为10m/s,(2+
)s末速度大小为10
m.
将一小球自h=15m高处以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10m/s2.试求:
(1)小球从抛出到落地经历的时间;
(2)小球落地时的速度大小.
正确答案
解:设v0为正方向,
(1)设重物从掉出倒落地时间为t:由匀变速直线运动规律得:s=v0t-gt2
代入数据15=10t-5t2;
解得t=3s;
(2)由v=v0-gt解得:
v=10-10×3=-20m/s;
答:(1)上抛到落地的时间为3s;
(2)小球落地的速度为20m/s;
解析
解:设v0为正方向,
(1)设重物从掉出倒落地时间为t:由匀变速直线运动规律得:s=v0t-gt2
代入数据15=10t-5t2;
解得t=3s;
(2)由v=v0-gt解得:
v=10-10×3=-20m/s;
答:(1)上抛到落地的时间为3s;
(2)小球落地的速度为20m/s;
从距地面高25m处,以20m/s的初速度竖直上抛一石子,经多久落地,落地时速度为多少?(g取10m/s2)
正确答案
解:由速度公式可得:
上升时间:t1==
s=2s,
上升高度h==
=20m,
由H+h=gt22,
解得下落时间:t2=3s,
所以总时间为T=2+3=5s.
答:石子经5s落地.
解析
解:由速度公式可得:
上升时间:t1==
s=2s,
上升高度h==
=20m,
由H+h=gt22,
解得下落时间:t2=3s,
所以总时间为T=2+3=5s.
答:石子经5s落地.
气球下挂一重物,以v0=10m/s匀速上升,当到达离地高h=175m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么求:(空气阻力不计,取g=10m/s2)
(1)重物经多少时间落到地面?
(2)重物落地的速度多大?
(3)落地前1s位移为多少?
正确答案
解:(1)物体做竖直上抛运动,是匀变速直线运动,根据位移公式,有:
得:t=7s
(2)根据速度公式v=v-gt,得:
v=-60m/s
即速度大小为60m/s
(3)根据位移公式,前6s内的位移:
故最后1s的位移为:△h=175m-120m=55m
答:(1)重物经7s时间落到地面?
(2)重物落地的速度为60m/s;
(3)落地前1s位移为为55m.
解析
解:(1)物体做竖直上抛运动,是匀变速直线运动,根据位移公式,有:
得:t=7s
(2)根据速度公式v=v-gt,得:
v=-60m/s
即速度大小为60m/s
(3)根据位移公式,前6s内的位移:
故最后1s的位移为:△h=175m-120m=55m
答:(1)重物经7s时间落到地面?
(2)重物落地的速度为60m/s;
(3)落地前1s位移为为55m.
在一架电梯内,用绳子将一只小球悬挂在顶板上,小球离底板高为h=2.5m,使电梯从静止开始,以加速度a=10m/s2竖直向上运动,在电梯运动过程中,悬挂小球的绳突然断掉,问:
(1)小球落到底板所需要的时间是多少?
(2)若是在电梯运动1s后断开的,那么在小球落到底板的时间内,从地面上的人看来,小球是怎样运动的?位移是多少?
正确答案
解:(1)选取电梯为参考系,绳子断开后小球相对于电梯的初速度是0,相对于电梯的加速度:,方向向下,即小球做初速度为0的匀加速直线运动.
小球落到底板所需要的时间:
s
(2)若是在电梯运动1s后断开的,那么在小球落到底板的时间内,从地面上的人看来,小球向上做竖直上抛运动,初速度为:
v0=at′=10×1=10m/s
绳子断开后,小球的加速度等于重力加速度,位移为:
m方向向上.
答:(1)小球落到底板所需要的时间是0.5s;
(2)若是在电梯运动1s后断开的,那么在小球落到底板的时间内,从地面上的人看来,小球做竖直上抛运动,位移是向上3.75m.
解析
解:(1)选取电梯为参考系,绳子断开后小球相对于电梯的初速度是0,相对于电梯的加速度:,方向向下,即小球做初速度为0的匀加速直线运动.
小球落到底板所需要的时间:
s
(2)若是在电梯运动1s后断开的,那么在小球落到底板的时间内,从地面上的人看来,小球向上做竖直上抛运动,初速度为:
v0=at′=10×1=10m/s
绳子断开后,小球的加速度等于重力加速度,位移为:
m方向向上.
答:(1)小球落到底板所需要的时间是0.5s;
(2)若是在电梯运动1s后断开的,那么在小球落到底板的时间内,从地面上的人看来,小球做竖直上抛运动,位移是向上3.75m.
某同学利用数码相机研究竖直上抛小球的运动情况.数码相机每隔0.05s拍照一次,如图是小球上升过程的照片,图中所标数据为实际距离,则:(所有计算结果保留两位小数)
①图中t5时刻小球的速度v5=______m/s.
②小球上升过程中的加速度a=______m/s2.
③t6时刻后小球还能上升的高度h=______m.
正确答案
解:①t5时刻小球的速度.
②根据△x=aT2,运用逐差法得,=10.04m/s2.
③t5时刻小球与最高点的距离:,
则t6时刻后小球还能上升的高度:h=0.83-0.19=0.64m.
故答案为:①4.08 ②10.04 ③0.64.
解析
解:①t5时刻小球的速度.
②根据△x=aT2,运用逐差法得,=10.04m/s2.
③t5时刻小球与最高点的距离:,
则t6时刻后小球还能上升的高度:h=0.83-0.19=0.64m.
故答案为:①4.08 ②10.04 ③0.64.
气球以1m/s2 的加速度由地面从静止开始竖直上升,10s末从气球上脱落一物体,此物最高可升到离地多高处?从物体脱落起经多少时间物体落回地面?(g=10m/s2)
正确答案
解:设物体脱落时向上速度为v,离地高h,由v=at得:v=at=1×10m/s=10m/s.
由h=at2得:h=
×1×100m=50m
物离气球后作竖直上抛运动,有:hm==
=5m
物体最高离地为:H=h+hm=55m,
物体上到最高点时间为:t1==
=1s
从最高点落到地时间为:t2==
=3.3s
共花时间为:t=t1+t2=4.3s
答:此物最高可升到离地55m高处;从物体脱落起经4.3s时间物体落回地面
解析
解:设物体脱落时向上速度为v,离地高h,由v=at得:v=at=1×10m/s=10m/s.
由h=at2得:h=
×1×100m=50m
物离气球后作竖直上抛运动,有:hm==
=5m
物体最高离地为:H=h+hm=55m,
物体上到最高点时间为:t1==
=1s
从最高点落到地时间为:t2==
=3.3s
共花时间为:t=t1+t2=4.3s
答:此物最高可升到离地55m高处;从物体脱落起经4.3s时间物体落回地面
气球以10m/s的速度匀速上升,在离地面75m高处从气球上掉落一个物体,结果气球便以加速度α=0.1m/s2向上做匀加速直线运动,不计物体在下落过程中受到的空气阻力,问物体落到地面时气球离地的高度为多少?g=10m/s2.
正确答案
解:设物体离开气球后运动到地面的时间为t,则
-h0=V0t-gt2
解得t=5s
气球做匀加速运动上升的高度为h
h=V0t+at2
解得h=51.25m
物体落到地面时气球的高度为H,则
H=h0+h=75m+51.25m=126.25m
答:物体落到地面时气球离地的高度为126.25m.
解析
解:设物体离开气球后运动到地面的时间为t,则
-h0=V0t-gt2
解得t=5s
气球做匀加速运动上升的高度为h
h=V0t+at2
解得h=51.25m
物体落到地面时气球的高度为H,则
H=h0+h=75m+51.25m=126.25m
答:物体落到地面时气球离地的高度为126.25m.
研究人员为检验某一产品的抗撞击能力,乘坐热气球并携带该产品竖直升空,当热气球以10m/s的速度匀速上升到某一高度时,研究人员从热气球上将产品自由释放,测得经11s产品撞击地面.不计产品所受的空气阻力,求产品的释放位置距地面的高度.(g取10m/s2)
正确答案
解:该产品离开气球后做竖直上抛运动,以向上为正,初速度v0=10m/s,加速度为-10m/s2,运动时间为11s,根据位移时间关系公式,有:
h=v0t-gt2=10×
=-495m;
答:产品的释放位置距地面的高度为495m.
解析
解:该产品离开气球后做竖直上抛运动,以向上为正,初速度v0=10m/s,加速度为-10m/s2,运动时间为11s,根据位移时间关系公式,有:
h=v0t-gt2=10×
=-495m;
答:产品的释放位置距地面的高度为495m.
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