- 自由落体运动
- 共4175题
从地面以初速度30m/s竖直上抛一个小球,若空气阻力不计.求:
(1)小球从抛出点到最高点的时间和距离?
(2)小球运动到距离地面25m处所经历的时间是多少?(g=10m/s2 )
正确答案
解析
解:取竖直上抛的初速度v0方向为正方向
(1)小球从抛出点到最高点的时间t=,
根据vt2-v02=2as得到
h=.
(2)根据s=v0t+gt2得h=v0t-
gt2
即25=30t-×10t2
解得:t1=1s,t2=5s
答:(1)小球从抛出点到最高点的时间为3s;小球从抛出点到最高点的距离为45m.
(2)小球运动到距离地面25m处所经历的时间是1s或5s.
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:
(1)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;
(2)如果空气阻力f大小恒为1.0N,求小球回到抛出点时速度大小.
正确答案
解析
解:(1)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
(2)上升过中:-mgh-fh=0-
整个过程中:-2fh=-
代入数据解得:V=4m/s
答:(1)不考虑空气阻力,小球上升的最大高度为7.2m,回到抛出点的时间为2.4s;
(2)如果空气阻力f大小恒为1.0N,小球回到抛出点时速度大小为4m/s.
以初速度竖直向上抛出一个小球,小球所受的空气阻力与速度大小成正比.将小球从抛出点上升至最高点的过程与小球从最高点落回至抛出点的过程作对比,以下叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、上升过程,阻力向下(取平均值),根据牛顿第二定律,有:mg+f=ma1;
下降过程,阻力向下(取平均值),根据牛顿第二定律,有:mg-f′=ma2;
故a1>a2;
根据h=at2可知,t1<t2;
故A正确,B错误;
C、上升过程,阻力向下,合力大于重力;
下降过程,阻力向上,合力小于重力;
故C错误;
D、由于运动的整个过程,重力做功为零,阻力做负功,所以机械能越来越小,故D正确;
故选AD.
某人在高层楼房的阳台外侧以30m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点25m处所经历的时间可能是(不计空气阻力,取g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:取竖直向上方向为正方向,当石块运动到抛出点上方离抛出点25m时,位移为x=25m,由x=v0t-代入得
25=30t-,解得t1=1s,t2=5s
当石块运动到抛出点下方离抛出点25m时,位移为x=-25m,
由x=v0t-代入得
-15=20t-,
解得t1=(3+)s,t2=(3-
)s(舍去).故A、C、D正确,B错误.
故选:ACD.
以20m/s的初速度竖直上抛的小球,g=10m/s2,下列判断错误的是( )
正确答案
解析
解:A、小球上升到最高点的时间:t==
=2s,故A正确;
B、小球上升的最大高度:h==
=20m,故B正确;
C、小球落回抛出点时的速度大小:v=gt=10×2=20m/s,故C正确;
D、从抛出到落回原处的过程中,平均速度:=
=
=0,故D错误;
本题选错误的,故选:D.
一热气球匀速上升,速度大小为v1.上升到h高处热气球掉出一个小物体,经过时间t小物体落地,落地时速度大小为v2.不计空气对小物体的阻力,下列关系式中正确的是( )
正确答案
解析
解:竖直上抛为初速度为v1.加速度a=-g的匀变速直线运动,位移x=-h,满足匀变速直线运动的规律
A、-h=v1t-gt2,故A错误;
B、v2=v1-gt,故B错误;
C、v22-v12=2gh,故C正确;
D、-v2-v1=-gt,故D错误;
故选:C
某人以8m/s的初速度竖直上抛一个小球,不计空气阻力(g取10m/s2) 求:
(1)小球上升的最大高度是多少?
(2)小球抛出后多少时间离抛出点的高度是3m?
正确答案
解析
解:(1)取竖直向上为正方向,竖直上抛运动看成一种加速度为-g的匀减速直线运动.
由v2-v02=-2gh
得:m.
(2)当小球离抛出点的高度是3m时,由v2-v02=-2gh得:
m/s
当小球向上离抛出点的高度是3m时,速度的方向向上:s
当小球向下离抛出点的高度是3m时,速度的方向向下:s
答:(1)小球上升的最大高度是3.2m;
(2)小球抛出后经0.6s向上经过抛出点的高度是3m,小球抛出后经1s向下经过抛出点的高度是3m
以初速度v0竖直上抛一个质量为m的物体,设物体在运动过程中所受到的阻力的大小不变,物体经过时间t到达最高点O,求:
(1)物体由最高点落回原地所用的时间.
(2)物体落回原地时的速度大小.
正确答案
解析
解:(1)根据题意,设物体所受的阻力为f,对上升过程,则:
mg+f=ma…①
v0=at…②
联立①②解得:f=m()…③
对下降过程,则有:
mg-f=ma′…④
联立③④解得:a′=2g-⑤
由h=…⑥
h=…⑦
由⑤⑥⑦得:t′=.
(2)根据速度位移公式得,=
.
答:(1)物体由最高点落回原地所用的时间为.
(2)物体落回原地时的速度大小为.
如图,在离地面15m的高处,以10m/s的初速度竖直上抛一小球,忽略空气阻力的影响,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球上升最高点与抛点的距离;
(2)小球落地时的速度大小;
(3)小球从抛出到落地所用的时间.
正确答案
解析
解:取竖直向上为正方向
(1)小球上升最高点与抛出点的距离
(2)由导出公式:即
得小球落地时的速度大小:..
(3)小球落地时速度的方向向下,所以小球从抛出到落地所用的时间:
答:(1)小球上升最高点与抛点的距离是5m;(2)小球落地时的速度大小是20m/s;(3)小球从抛出到落地所用的时间是3s.
从离地H高处自由下落小球a,同时在它正下方H处以速度V0竖直上抛另一小球b,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:设经过时间t甲乙在空中相碰,甲做自由落体运动的位移
h=gt2
乙做竖直上抛运动的位移h2=v0t-gt2
由几何关系 H=h1+h2
联立以上各式解得
t=
而b小球上升的时间t2=>
若V0>,则t2=
而相遇时间t<,所以,小球b在上升过程中与a球相遇,故A正确;
若V0=,t2=
=
,相遇时间t=
,此时b球刚上升到最高点,速度为零,故D正确;
在乙下落过程中,甲乙相遇应满足<t<
,则:
<v0<
,故BC错误;
故选AD.
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