- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
一石块从一以10m/s的速度匀速上升的气球上落下,刚离开气球时离地面高度为495m,求石块从气球上落下到着地要用多少时间?(取g=10m/s2)
正确答案
解:设竖直向上为正方向,则石块从气球上落下后做初速度为v0=10m/s,加速度为-g的匀减速直线运动
从气球上落下到着地运动的位移为x=-495m
则由匀变速直线运动的位移与时间关系有
x=
即-495=10t+
解得t=11s(另一个根t=-9s舍去)
答:石块从气球上落下到着地要用11s的时间.
解析
解:设竖直向上为正方向,则石块从气球上落下后做初速度为v0=10m/s,加速度为-g的匀减速直线运动
从气球上落下到着地运动的位移为x=-495m
则由匀变速直线运动的位移与时间关系有
x=
即-495=10t+
解得t=11s(另一个根t=-9s舍去)
答:石块从气球上落下到着地要用11s的时间.
一个从地面竖直上抛的物体,若它两次经过抛出点上方A点的时间间隔为t0,不计物体所受的空气阻力,重力加速度为g,则A点到最高点高度为多少?
正确答案
解:小球做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得,物体从顶点到A的时间为,
根据位移公式:
答:A点到最高点高度为.
解析
解:小球做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得,物体从顶点到A的时间为,
根据位移公式:
答:A点到最高点高度为.
以某一速度竖直向上抛出一球,球落回抛出点时的速度为抛出时速度的0.9倍,设空气阻力的大小为球重的K倍,那么K=?
正确答案
解:在上升过程中,根据动能定理可得:
-mgh-Kmgh=0-
在下降过程中由动能定理可得:
联立解得:K=0.1
答:K值为0.1
解析
解:在上升过程中,根据动能定理可得:
-mgh-Kmgh=0-
在下降过程中由动能定理可得:
联立解得:K=0.1
答:K值为0.1
(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: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.
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.
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:(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.
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.
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: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.
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.
一小球在距地面高35米的高处以30m/s 的速度竖直向上抛出.(g=10m/s2)求
(1)小球到达最高点时离地面的高度
(2)小球离地面的高度为60米时,小球运动的时间
(3)小球落回到地面时速度的大小和方向.
正确答案
解:依题意,取竖直向上为正方向.地面为位移的起点.
(1)依题意,小球到达最高点时速度为0( Vt=0 ),离地面高度为 S
上升的高度:S1=
S=S0+S1
联立两式代入数据解得 S=80 m
(2)依题意,h=60m,设运动时间为t,
则 h-S0=V0 t-
代入数据解得:t=1s或t=5s
(3)依题意,h1=0m
设落回地面的速度为v,从抛出到落回地面用时为t1
v=v0-gt1
h1-S0═
联立两式代入数据得:v=-40m/s
方向竖直向下
答:(1)小球到达最高点时离地面的高度为80m;
(2)小球离地面的高度为60米时,小球运动的时间为1s或5s;
(3)小球落回到地面时速度的大小为40m/s和方向为竖直向下.
解析
解:依题意,取竖直向上为正方向.地面为位移的起点.
(1)依题意,小球到达最高点时速度为0( Vt=0 ),离地面高度为 S
上升的高度:S1=
S=S0+S1
联立两式代入数据解得 S=80 m
(2)依题意,h=60m,设运动时间为t,
则 h-S0=V0 t-
代入数据解得:t=1s或t=5s
(3)依题意,h1=0m
设落回地面的速度为v,从抛出到落回地面用时为t1
v=v0-gt1
h1-S0═
联立两式代入数据得:v=-40m/s
方向竖直向下
答:(1)小球到达最高点时离地面的高度为80m;
(2)小球离地面的高度为60米时,小球运动的时间为1s或5s;
(3)小球落回到地面时速度的大小为40m/s和方向为竖直向下.
将质量为0.5kg的小球以14m/s的初速度竖直向上抛出,运动中小球受到的空气阻力大小恒为2.1N.
求:(1)小球上升的加速度大小
(2)小球能上升的最大高度.
正确答案
解:(1)小球受到重力和向下的阻力,根据牛顿第二定律,有:mg+f=ma
解得:a=g+=9.8+
=14m/s2
(2)根据速度位移关系公式,有:
答:(1)小球上升的加速度大小为14 m/s2;
(2)小球能上升的最大高度为7m.
解析
解:(1)小球受到重力和向下的阻力,根据牛顿第二定律,有:mg+f=ma
解得:a=g+=9.8+
=14m/s2
(2)根据速度位移关系公式,有:
答:(1)小球上升的加速度大小为14 m/s2;
(2)小球能上升的最大高度为7m.
某人站在离地20m平台边缘,以20m/s的初速度竖直向上抛出一石块,不考虑空气阻力,g=10m/s2,求:
(1)从抛出点算起,物体上升的最大高度是多少?
(2)物体落到地面的时间是多少?
正确答案
解:(1)根据竖直上抛运动规律,石块上升的最大高度为:
h==
m=20m
(2)根据vt2-v02=2as
得:vt=±=
m/s=±20
m/s
由于石块落地时的速度方向与初速度相反,所以:vt=-20m/s
根据vt=v0+at得到:
t==
s=2(
+1)s
即石块从抛出到落地所用时间为2(+1)s,石块落地的速度为30m/s,方向竖直向下.
答:(1)从抛出点算起,物体上升的最大高度是20m;
(2)物体落到地面的时间是2(+1)s.
解析
解:(1)根据竖直上抛运动规律,石块上升的最大高度为:
h==
m=20m
(2)根据vt2-v02=2as
得:vt=±=
m/s=±20
m/s
由于石块落地时的速度方向与初速度相反,所以:vt=-20m/s
根据vt=v0+at得到:
t==
s=2(
+1)s
即石块从抛出到落地所用时间为2(+1)s,石块落地的速度为30m/s,方向竖直向下.
答:(1)从抛出点算起,物体上升的最大高度是20m;
(2)物体落到地面的时间是2(+1)s.
一气球用绳子系着一物体以v0=4m/s速度从地面开始匀速上升,升至64m高处绳子突然断裂,物体脱离了气球,(空气阻力不计,g=10m/s2)求:
(1)该物体从脱离气球至运动到最高点所需时间t1;
(2)该物体从脱离气球至下落到地所用时间t;
(3)该物体着地时的速度v.
正确答案
解:(1)物体做竖直上抛运动,当速度为零时,到达最高点.
设上升的时间为t1,则有:v0-gt1=0,
则得:t1=s
(2)物体上升的高度为:
h=v0t1-gt12=
m
物体做自由落体运动的最大高度为:
H=x1+h=64+0.8=64.8m;
物体从最高点到落地的时间为t2,则有:
H=
解得:s
故总时间为:t=t1+t2=0.4s+3.6s=4.0s
(3)物体落地时的速度:v=gt2=10×3.6=36m/s
答:(1)该物体从脱离气球至运动到最高点所需时间是0.4s;
(2)该物体从脱离气球至下落到地所用时间是4s;
(3)该物体着地时的速度是36m/s.
解析
解:(1)物体做竖直上抛运动,当速度为零时,到达最高点.
设上升的时间为t1,则有:v0-gt1=0,
则得:t1=s
(2)物体上升的高度为:
h=v0t1-gt12=
m
物体做自由落体运动的最大高度为:
H=x1+h=64+0.8=64.8m;
物体从最高点到落地的时间为t2,则有:
H=
解得:s
故总时间为:t=t1+t2=0.4s+3.6s=4.0s
(3)物体落地时的速度:v=gt2=10×3.6=36m/s
答:(1)该物体从脱离气球至运动到最高点所需时间是0.4s;
(2)该物体从脱离气球至下落到地所用时间是4s;
(3)该物体着地时的速度是36m/s.
气球以20m/s的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个小球,经过14s小球到达地面,求小球刚脱离气球时气球距地面的高度.(g取10m/s2,不计空气阻力)
正确答案
解:设小球刚刚离开气球时距地面的高度为H,
取初速度的方向为正方向,
则有:-H=v0t-gt2
代入数据得:H=700m
答:则此时小球离地面的高度700 m.
解析
解:设小球刚刚离开气球时距地面的高度为H,
取初速度的方向为正方向,
则有:-H=v0t-gt2
代入数据得:H=700m
答:则此时小球离地面的高度700 m.
球A从地面以初速度v0竖直上抛,t0秒后球B从地面也以相同的初速度v0竖直上抛,设B球抛出时为t=0时刻,求两球经多长时间相遇以及相遇时离地面的高度.并用s-t图象说明.
正确答案
解:设B球抛出T秒后两球相遇,则A球抛出的时间为T+t0秒,此时两球离地面高度为h,
根据竖直上抛公式h=vot-gt2
对A球 h=vo(T+t0)-g(T+t0)2 ①
对B球 h=v0T-gT2 ②
联立①②解之得:
T=v0-
t0
h=v02-
gt02
由以上可知,两球经过 v0-
t0 相遇,相遇时离地面高度为h=
v02-
gt02
两球s-t图象如图所示,由图中可以看出相遇时,A球下落,B球向上运动.
相遇时间T=v0-
t0,相遇时高度为 h=
v02-
gt02
解析
解:设B球抛出T秒后两球相遇,则A球抛出的时间为T+t0秒,此时两球离地面高度为h,
根据竖直上抛公式h=vot-gt2
对A球 h=vo(T+t0)-g(T+t0)2 ①
对B球 h=v0T-gT2 ②
联立①②解之得:
T=v0-
t0
h=v02-
gt02
由以上可知,两球经过 v0-
t0 相遇,相遇时离地面高度为h=
v02-
gt02
两球s-t图象如图所示,由图中可以看出相遇时,A球下落,B球向上运动.
相遇时间T=v0-
t0,相遇时高度为 h=
v02-
gt02
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:(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.
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.
一个气球以4m/s的速度匀速竖直上升,气球下面系着一个重物,当气球上升到下面的重物离地面217m时,系重物的绳断了,问从这时起,重物经过多长时间落到地面?重物着地时速度多大?(取g=10m/s2)
正确答案
解:规定向下为正方向,则x=217m,v0=-4m/s,a=g=10m/s2.
根据x=
代入数据解得:,解得t=7s.
根据v=v0+at得,v=-4+10×7m/s=66m/s.
答:重物经过7s落地,落地的速度为66m/s.
解析
解:规定向下为正方向,则x=217m,v0=-4m/s,a=g=10m/s2.
根据x=
代入数据解得:,解得t=7s.
根据v=v0+at得,v=-4+10×7m/s=66m/s.
答:重物经过7s落地,落地的速度为66m/s.
两小球,A做平抛运动,B做自由上抛运动,若取自由落体运动为参考系,则A、B的运动状态如何?为什么 ?
正确答案
解:A做平抛运动,B做自由上抛运动,均分解为自由落体运动和沿着初速度方向的匀速直线运动;
若取同时刻自由落体运动为参考系,则两个球均是以初速度做匀速直线运动;
答:若取自由落体运动为参考系,则A、B均是以初速度做匀速直线运动.
解析
解:A做平抛运动,B做自由上抛运动,均分解为自由落体运动和沿着初速度方向的匀速直线运动;
若取同时刻自由落体运动为参考系,则两个球均是以初速度做匀速直线运动;
答:若取自由落体运动为参考系,则A、B均是以初速度做匀速直线运动.
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