- 匀变速直线运动的研究
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长为L的细杆AB,从静止开始下落,求它全部通过距下端h处的P点所用时间是多少?
正确答案
一小球从高处自由下落,落地时的速度大小10m/s,则抛出点离水平地面的高度为______m.
正确答案
根据v2=2gh得,h==
m=5m.
故本题答案为:5.
某同学让重锤做自由落体运动,利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速度.该同学在实验中得到6条纸带,如图所示为其中一条,在纸带上取6个计数点,两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s.其中1、2、3点相邻,4、5、6点相邻,在3点和4点之间还有若干个点.s1是l、3两点的距离,s3是4、6两点的距离,s2是2、5两点的距离.
(1)测sl、s2、s3后,点2速度的表达式v2=______
(2)该同学测得的数据是s1=4.00cm,s2=19.30cm,s3=8.72cm,根据数据求出重力加速度g=______rn/s2(保留三位有效数字).
正确答案
(1)根据中点时刻的速度等于平均速度得:
v2=;
v5=
(2)根据匀加速直线运动位移速度公式可知:
2gs2=v52-v22代入数据解得:g=9.72m/s2
故答案为:;9.72
如图所示,轻杆BC用细绳AB悬挂,杆与绳的全长AC为9.4m,一同学在C点的正下方D点水平观察,CD距离为0.4m。由静止释放轻绳和轻杆,让其做自由落体运动,已知细绳从他的眼前通过的时间为0.4s,且细绳下落的过程中始终保持竖直,取g=10m/s2。求轻杆的长度为多少?
正确答案
解:设轻杆的长度为h,则由自由落体规律可得
1.4s
而,即
由上解得h=4.6m
一物体从高处A点自由落下,经B点到C点,已知在B点的速度是在C点速度的3/4,B、C间距是7m,则A、C间距是____________m。
正确答案
16
如图所示,一根长L=1.8m的铁索从楼顶自由下落,则此铁索经过楼顶下距楼顶h=5m的A点,需时间为多少?g=10m/s2。
正确答案
解:
Δt=t2-t1=0.2s
一物体从高空由静止开始下落,不计空气阻力,g=10m/s2,落地前200m路程所用时间为4s。则物体开始下落时距地面的高度为_____ m,物体下落到地面所用时间为______ s。
正确答案
245,7
如图所示,在长为L=75cm的静止竖直筒中有一大小不计的小球,筒与球的总质量为4kg.现对筒施加一竖直向下大小为21N的恒力,使筒竖直向下运动,经t=0.5s,小球恰好到达筒口,求小球的质量.
正确答案
小球与筒底分离,而做自由落体运动:h1=gt2=1.25m
筒竖直向下的位移为:h2=h1+L=2m
筒在外力作用下加速运动,由h2=at2
得:a==16m/s2
对筒由牛顿第二定律可得:F+m2g=m2a
解之得:m2=3.5kg
小球的质量:m1=M-m2=0.5kg
答:小球的质量为0.5kg.
跳伞运动员做低空跳伞表演,他从224m的高空离开飞机开始下落,最初未打开降落伞,自由下落一段距离,打开降落伞后运动员以12.5m/s2的加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地的速度不得超过5m/s(取g= 10m/s2),求:
(1)运动员打开降落伞时,离地面的高度至少为多少;
(2)运动员在空中的最短时间为多少?
正确答案
解:(1)设运动员打开降落伞时,离地面的高度至少为h ,
自由下落时,
然后匀减速下降h,v'2=v2-2ah
即25=2g(224-h)-2×12.5h 解得h=99m
(2)自由下落过程经历时间为t1 匀减速所用的时间是t2故运动员在空中的最短时间t=t1+t2=8.6s。
一座高6m的水塔顶端渗水,每隔一定时间有一个水滴落下。当第5滴离开水塔顶端时,第1个水滴正好落到地面,则此时第3个水滴距地面的高度为________m。
正确答案
4.5
我国已启动“嫦娥工程”,并于2007年10月24日成功发射绕月运行的探月卫星“嫦娥Ⅰ号”.设该卫星可贴近月球表面运动且轨道是圆形的,已知地球半径约是月球半径的4倍,地球质量约是月球质量的81倍,地球近地卫星的周期约为84min,地球表面重力加速度g取10m/s2,求:
(1)绕月表面做匀速圆周运动的“嫦娥Ⅰ号”,其运动周期约是多大?
(2)设想宇航员在月球表面上做自由落体实验,某物体从离月球表面20m处自由下落,约经多长时间落地?
正确答案
设地球质量为M,半径为R,近地卫星的质量为m,周期为T0,它受地球的万有引力提供向心力,则
=m(
2π
T0
)2R
设月球质量为M1,半径为R1,探月卫星的质量为m1,周期为T1,它受月球的万有引力提供向心力,则
=m1(
)2R1
=
=
=
T1=94.5min
(2)设地球表面重力加速度g,月球表面重力加速度g1,自由下落高度为h,
根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力,在地球和月球上都有
mg=G
m1g1=G
下式比上式得:=
•(
)2=
×
所以g1=m/s2
根据自由落体运动的规律
h=at12
t1==
s=4.5s
答:(1)绕月表面做匀速圆周运动的“嫦娥Ⅰ号”,其运动周期约是94.5min.
(2)设想宇航员在月球表面上做自由落体实验,某物体从离月球表面20m处自由下落,约经4.5s落地.
雨滴从房顶自由下落,经过1.4m高的窗户,历时0.2s,则房顶到窗台的距离为______m(g取10m/s2).
正确答案
设屋檐距窗台高为H,水滴下落至窗台用时为t,则:
水滴到窗台过程中:H=gt2…①
水滴到窗户顶端过程中:H-1.4m=g(t-0.2)2…②
①②联立解得:H=3.2m
故答案为:3.2
一个物体从离地面80m高的地方做自由下落运动.求
(1)物体接触地面前一瞬间的速度
(2)落地前最后1s内的位移.
正确答案
(1)由v2=2gh得,v==
m/s=40m/s.
故物体接触地面前的瞬时速度为40m/s.
(2)根据v=v0+at得,最后1s内的初速度v0=v-at=40-10×1m/s=30m/s.
所以最后1s内的位移x=v0t+gt2=30×1+
×10×1m=35m.
故最后1s内的位移为35m.
从一定高度的气球上自由落下两个物体,第一物体下落1s后,第二物体开始下落,两物体用长93.1m的绳连接在一起.问:第二个物体下落多长时间绳被拉紧?
正确答案
设第二个物体下落ts后绳被拉紧,此时两物体位移差△h=93.1m
△h=g(t+1)2-
gt2,
即93.1=g(2t+1),
解得 t=9(s)
答:第二个物体下落9s绳被拉紧.
人从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间。如图,同学甲两个手指捏住木尺一端,同学乙在木尺另一端零刻度处做握尺准备,且手的任何部位都与尺不接触。当乙看到甲放手时,他立即握住木尺,发现所握处刻度值为20cm,试求同学乙的反应时间。(g=10m/s2)
正确答案
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