- 自由落体运动
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以20m/s的速度在高出水面20m处竖直向上抛出一个小球,空气的阻力可以忽略,取重力加速度g=10m/s2.
(1)小球经过多长时间会通过抛出点上方15m处得位置?
(2)小球经过多长时间才落到水面上?
正确答案
解析
解:(1)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15m时,位移为x=15m,由x=v0t-gt2代入得:15=20t-
×10t2
解得:t1=1s,t2=3s
(2)小球竖直上抛到最高点的时间t1==2s;
上升的高度h1=gt12=
=20m;
下降到水面的总高度为H=20+20=40m;
下降过程做自由落体运动,下降的总时间t2==
=8s;
运动的总时间t=t1+t2=2+8=10s;
答:小球经过1s和3s会通过抛出点上方15m处得位置;
(2)小球经过10s时间才落到水面上.
一个人在离地面10m高处,以40m/s的初速度竖直上抛一个物体(g=10m/s2),下面正确的是( )
正确答案
解析
解:A、以40m/s的初速度竖直上抛一个物体,运用到最高点的时间为:
t
由于上升运动是匀减速直线运动,故前2s位移比后2秒位移大,故A错误;
B、2s末物体的速度为:v2=v0-gt2=40-10×2=20m/s=,故B正确;
C、4s末物体的速度为零,只受重力,加速度为g,不为零,故C错误;
D、以初速度方向为正方向,5s末物体相对出发点的位移为:
=75m,故D错误;
故选:B.
一身高h1=1.8m,质量m=65kg的同学,站立举手摸高(指手能触到的最大高度)h2=2.2m,该同学用力F1蹬地,经过时间t1=0.45s竖直离地跳起,摸高为h3=2.6m,假定他蹬地的力为恒力,求F1的大小.
正确答案
解析
解:设该同学离地速度为v,同学蹬地的加速度的大小为a,则:
v2=2g(h3-h2)
代入数据解得:v=2m/s
其加速度为:a==
=
m/s2
根据牛顿运动定律得同学蹬地的力F,则有:F-mg=ma
解得:F=mg+ma=65×10+65×=1058.5N
答:F的大小为1058.5N.
某同学身高1.8m,在运动会上参加跳高比赛.他采用背跃式跳高,起跳后身体横着恰能越过1.8m高度的横杆,据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为( )
正确答案
解析
解:竖直上升阶段由导出公式得:
得:0-v02=2gh
注意运动员是站着起跳,横着过杆,所以竖直方向的位移应该是重心上升的高度,不是1.8m,而是0.9m左右
即:
解得:m/s
所以最接近,最合理的选项是C.
故选:C
离地面25的高处,以20m/s的初速度竖直上抛一小球(忽略空气阻力的影响,取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)离抛出点15m处,小球的速度;
(2)落地前1s内小球的位移.
正确答案
解析
解:以地面为参考面,向上为正方向,抛出点的位移为:h=25m,
(1)设离抛出点15m处,小球的速度为v;离抛出点15m处与抛出点的相对位移:h1=15m,h2=-15m
根据速度位移公式:h1=
分别代入数据得:v1=±10m/s,,
(不合题意删去)
故离抛出点15m处,小球的速度可能为:10m/s,方向竖直向上或竖直向下;10m/s,方向竖直向下.
(2)当小球回到抛出点时速度:v′=-20m/s,设再用时为t到达地面,则
位移:x=-25m=
代入数据解得:t=1s(t=-5s舍去)
则落地小球即在抛出点位置,位移为x=25m.
答:(1)离抛出点15m处,小球的速度小球的速度可能为:10m/s,方向竖直向上或竖直向下;10m/s,方向竖直向下.
(2)设地面为参考面,落地前1s内小球的位移为25m.
一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过一个较低点A的时间间隔是6s,两次经过一个较高点B的时间间隔是4s,则A、B之间的距离是(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:小球做竖直上抛运动,根据运动时间的对称性得到物体从最高点自由下落到A点的时间为,最高点到B点的时间为
,AB间距离为:
hAB=g
=
×10×(32-22)m=25m
故选:C.
以某一初速度v0竖直上抛一小球,不计空气阻力,经t=0.8s后,小球落回抛出点,取g=10m/s2,求:
(1)小球上抛的初速度v0
(2)小球到达的最大高度H.
正确答案
解析
解:(1)由题意可知,小球上升的时间为0.4s.
根据0-v0=-gt′,解得v0=10×0.4m/s=4m/s.方向竖直向上.
(2)根据速度位移公式得,
.
答:(1)小球上抛的初速度为4m/s.
(2)小球到达的最大高度H为0.8m.
从某一高处由静止释放一粒小石子甲的同时,从同一地点竖直向上抛出另一粒小石子乙,不计空气阻力,则在它们落地之前( )
正确答案
解析
解:A、C甲石子做自由落体运动,则有:v甲=gt,x甲=gt2;
乙石子做竖直上抛运动,取竖直向上方向为正方向,将其运动可以看成加速度为-g的匀减速直线运动,则有:v乙=v0-gt,x乙=v0t-gt2;
所以两者的间距 s=x甲+x乙=gt2+(v0t-
gt2)=v0t,因v0一定,所以s∝t;故A错误,C正确.
B、取竖直向上方向为正方向,二者速度差△v=v乙-v甲=v0-gt-(-gt)=v0,保持不变.故B正确.
D、设抛出点离地的高度为h.
对于甲,由h=;对于乙:取竖直向上方向为正方向,整个过程通过的位移为-h,则得:-h=v0t乙-
gt乙2,即得 h=-v0t乙+
gt乙2;
可以看出乙石子运动时间长,不可能同时落地,故D错误.
故选:BC
一只气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球的正下方距气球6m处有一小石子以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:设石子经过时间t后速度与气球相等,则有:
t==
s=1s,
此时间内气球上升的位移为:x1=vt=10×1m=10m,
石子上升的位移为:x2=v0t-=20×1-
×10×1m=15m
因为15-10m=5m<6m,且速度相等时,两者的距离最小,所以石子一定追不上气球.
故选:B.
一人站在某高处,将一小球以10m/s的初速度竖直上抛,小球经过3s时间落地,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)小球抛出点距落地点的高度;
(2)小球在落地前最后1s内的平均速度.
正确答案
解析
解:(1)设向上为正,则初速度为10m/s;加速度为-10m/s2;
由位移公式可知:
h=v0t-gt2
解得:h=-15m;
负号说明位移向下;
故抛出点离地15m;
(2)落地前1s的速度v1=v0-g(t-1)=10-20=-10m/s;
落地时的速度v=v0-gt=10-30=-20m/s;
则最后1s内的平均速度=
=
=-15m/s;
负号说明速度向下;
答:(1)抛出点的高度为15m;(2)最后1s的平均速度为15m/s;方向向下.
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