- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
质点做竖直上抛运动,两次经过A点的时间间隔为t1,两次经过A点正上方的B点的时间间隔为t2,则A与B间距离为__________。
正确答案
=
g(
t1)2-
g(
t2)2=
g(
-
)
利用竖直上抛运动的“对称特征”可给出简单的解答,由竖直上抛运动的“对称”特征可知:质点从最高点自由落至A、B两点所经历时间必为t1和
t2,于是直接可得
=
g(
t1)2-
g(
t2)2=
g(
-
)
(6分)宇航员在未知星球上可用竖直上抛法测定星球表面的重力加速度。在某星球表面附近以速度V0竖直上抛物体,测出物体从抛出到落回所需时间为t,已知该星球半径为R .则:
①此星球表面的重力加速度?
②卫星绕此星球做匀速圆周运动的最大速度?
正确答案
① ②
试题分析: ① (2分)
②由 (2分)
联立得: (2分)
从离地面10米处竖直上抛一物体,取抛出点为原点,向上为正方向,物体的位移为+4米时,物体离地面高度为______,位移为-4米时,物体离地面高度为______.
正确答案
抛出点离地面高度为10m,物体的位移为+4米时,物体离地面高度为h=10+4=14m
位移为-4米时,物体离地面高度为h′=10-4m=6m
故答案为:14m,6m
一气球连同装置的总质量为M,悬停于空中,某一时刻气球中一个质量为m的零件脱落,零件下落处离地面高为H,不计空气阻力,在零件从开始下落到某位置时,用时恰为全程时间的一半,此时气球速度大小为______.
正确答案
零件用时恰为全程时间的一半时的速度v=gt=g•=
.
以零件与气球组成的系统为研究对象,零件脱落后,合力为零,系统动量守恒.
取竖直向上方向为正方向,设气球速度大小为V.
根据动量守恒定律得
(M-m)gV-mv=0
得到V==
故本题答案是:.
一个物体做竖直上抛运动,上升过程的平均速度是10米/秒,则物体被抛出时的速度_______米/秒,上升时间是________秒,上升的最大高度为__________米。(g=10m/s2)
正确答案
20;2;20
一小球在距地面高35米的高处以30 m/s 的速度竖直向上抛出。(g=10 m/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
(1)S =" 80" m(2) t = 1 s 或者 t =" 5" s (3)Vt =" -40" m/s
试题分析: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
Vt = V0 – g t 2分
S – S0 = V0 t– 2分
解得 S =" 80" m 1分
(2)依题意,S =" 60" m
S – S0 = V0 t– 1分
t = 1 s 或者 t =" 5" s 2分
(3)依题意,S = 0,设落回地面时速度为 Vt
S – S0 = V0 t– 1 分
Vt = V0 – g t 1 分
Vt =" -40" m/s 2 分
点评:本题难度较小,竖直上抛运动可看做反方向的初速度为零的匀加速直线运动,熟练掌握运动学公式是关键
子弹从枪口射出速度大小是30 m/s,某人每隔1s竖直向上开枪,假定子弹在升降过程中都不相碰,不计空气阻力,试求:
⑴空中最多能有几颗子弹?
⑵设在t=0时,将第一颗子弹射出,在哪些时刻它和以后射出的子弹在空中相遇而过?
⑶这些子弹在距射出处多高的地方依次与第一颗子弹相遇?(g="10" m/s2)[8]
正确答案
(1)6颗子弹
(2)t12=3.5s时,第二颗子弹与第一颗子弹空中相遇(t12表示第1颗子弹与第2颗子弹在空中相遇的时间,以后类似),以后每隔0.5s第三颗、第四颗、第五颗、第六颗与第一颗子弹空中相遇,故空中相遇的时刻分别为t13=4.0s;t14=4.5s;t15=5.0s;t16=5.5s。
(3)13.75m
⑴一颗子弹从射出到落回地面共用时:
s=6s,
因某人每隔1s竖直向上开枪,且假定子弹在升降过程中都不相碰,不计空气阻力,故当第一颗子弹刚着地时,第七颗子弹刚发出,空中最多能有6颗子弹。
⑵由题意分析知,当t=3 s时第一颗子弹到达最高点,这时第二颗子弹离最高点的距离为5m,速度为10m/s,这以后第二颗子弹相对第一颗子弹以10m/s的速度匀速运动,到第二颗子弹与第一颗子弹空中相遇还需:
s=0.5s,
所以,当t12=3.5s时,第二颗子弹与第一颗子弹空中相遇(t12表示第1颗子弹与第2颗子弹在空中相遇的时间,以后类似),以后每隔0.5s第三颗、第四颗、第五颗、第六颗与第一颗子弹空中相遇,故空中相遇的时刻分别为t13=4.0s;t14=4.5s;t15=5.0s;t16=5.5s。
⑶相遇点的位置就是第一颗子弹空中位置,由于第一颗子弹当t=3 s时到达最高点,当t12=3.5s;t13=4.0s;t14=4.5s;t15=5.0s;t16=5.5s与其他子弹相遇时,第一颗子弹下落的高度分别为:
=
m=1.25m,
m,
m,
m,
m,
第一颗子弹上升的最大高度为:
m=45m,
所以这些子弹与第一颗子弹相遇的高度分别为:
h12==43.75m;
h13==40m;
h14==33.75m;
h15==25m;
h16==13.75m。
从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,它运动的速率随时间变化的规律如图所示,在t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1,且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________,球上升的最大高度H=_________________。
正确答案
,
试题分析:由于最终匀速下落,满足,因此
;
对上升过程的某一极短时间:,对整个过程求和:
,
即:
解得:
一个氢气球以4 m/ s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从气球上面脱离一重物,求此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从气球上掉下后,经多长时间落回地面?(忽略空气阻力,,取g=10m/s2)
正确答案
280m 11.48s
试题分析:(1)10s末时气球的速度为:,故重物脱离气球时的速度为40m/s
此时气球上升的高度为:
故重物上升的时间为:
重物上升的高度为:
此时重物距地面:
(2)由运动学公式: ,
重物从最高点下落的时间为:
故重物自掉下至落回地面用时:
在室外以一定的初速度竖直上抛的弹性小球经过3s回到手中。第二次在室内以同样的初速度上抛,遇到天花板被弹回落到手中,所花时间是0.6s(碰撞时间不计,碰撞前后速度大小不变,g=10m/s2)则物体上抛的初速度是 m/s,天花板离抛出点的高度是 m。
正确答案
15 4.05
试题分析:在室外以一定的初速度竖直上抛的弹性小球经过3s回到手中。根据竖直上抛和自由落体的对称性,可得小球做自由落体运动的时间为1.5s,故
设天花板的高度为h,则碰撞速度为,解得
点评:竖直上抛运动和自由落体运动互为逆运动
.以v0="20" m/s的速度竖直上抛一小球,2 s后以同一初速度在同一位置上抛另一小球,则两球相遇处离抛出点的高度是多少?
正确答案
15 m
根据速度对称性得:
-[v0-g(t+2)]=v0-gt
解得t="1" s
代入位移公式h=v0t得:h="15" m.
在12m高的塔上,以一定初速度竖直向上抛出一物体,经过2s到达地面,则物体抛出的初速度多大?物体上升的最高点距地面多少米?(g取10m/s2)
正确答案
4m/s 12.8m
试题分析:以向上为正方向,则可知
,所以
,物体上升到最高点距离为
即离地面高度为12.8m
点评:此类题型考察了匀变速直线运动规律,在这种类型的题目中需要注意规定正方向,套用正确公式就能够解题。
.一个小物体竖直上抛,然后又回到抛出点,已知小物体抛出时的初动能为100 J,返回抛出点时的速度为5 m/s,若小物体竖直上抛的初动能为200 J,设空气阻力大小恒定,则小物体返回抛出点时的速度大小为_______m/s.
正确答案
m/s
物体上抛到最高点,根据能量守恒,,
,所以当初动能变为200J时,上升的高度变为原来的2倍,则产生的内能也变为原来的2倍,
,
,所以速度变为原来的
倍,即
m/s
故答案为: m/s
某物体被竖直上抛,空气阻力不计,当它经过抛出点之上0.4m处时,速度为3m/s,则当它经过抛出点之下0.4m处时,速度应是 m/s。
正确答案
5
略
一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过同一较低位置a点的时间间隔为Ta,两次经过另一较高位置b点的时间间隔为Tb,则ab两点间的距离为 。
正确答案
试题分析:从较低的位置a到最高点的时间,上升高度
,从较高的位置b到最高点的时间
,上升高度
,则ab两点间的距离为
点评:研究竖直上抛问题可以看成自由落体的逆过程来研究,可使问题大大简化。
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