- 自由落体运动
- 共4175题
如果不计空气阻力,要使一颗礼花弹上升至320m高处,在地面发射时,竖直向上的初速度至少为(g取10m/s2)( )
正确答案
解析
解:竖直上抛运动上升过程是匀减速直线运动,根据速度位移公式,有
解得
故选D.
物体以初速度V0竖直上抛,重力加速度是g(不计空气阻力),则:( )
正确答案
解析
解:A、物体上升到最高点时速度为0,由0=v0-gt,得上升时间为t=.故A正确.
B、C、D因不计空气阻力,物体只受重力,根据牛顿第二定律可知,物体的加速度始终等于g,方向竖直向下,即上升加速度等于下降加速度.而且上升过程与下落过程位移大小相等.由公式x=可知,上升时间下落时间相等,故B、C、D错误.
故选A
我国已成功进行了载人航天和太空出舱活动.为训练航天员适应失重,需要创造失重环境.在地球表面附近,可以利用飞行器来创造失重环境.俄罗斯的加加林阿特拉斯宇航中心,配备的1L-76-MDK型飞机,就是用来完成对航天员空中失重训练的飞行器,用它可以创造出长达数分钟的完全失重环境.飞机从速率达到v1时开始进入完全失重的实验状态,从安全考虑,要求当速率达到v2(v2>v1)时退出实验,则为了使失重训练的有效时间最长,飞机在空中的飞行动作应是( )
正确答案
解析
解:当飞机作加速度的大小为重力加速度g,加速度的方向竖直向下的运动时,座舱内的试验者便处于完全失重状态.这种运动可以是飞机模拟无阻力下的自由落体运动或竖直上抛运动,也可以是斜抛运动.当进入试验的速率和退出试验的速率确定后,飞机模拟前两种运动时,失重时间的长短都是一定的、不可选择的.
当飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动时,失重时间的长短与抛射角有关,可在一定范围内进行选择.
考察飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动.
设开始试验时飞机的初速度的大小为v1,方向与水平方向成θ角,起始位置为A点,经做抛物线运动在B点退出试验,
如图所示.以t表示试验经历的时间,在退出试验时的速率为v2,
则有v2x=v1cosθ…(1)
v2y=v1sinθ-gt…(2)
而…(3)
由(1)、(2)、(3)式得:
g2t2-2v1gtsinθ+=0…(4)
解(4)式得:
t=…(5)
由(5)式可知,当进入试验时飞机的速度v1和退出试验时飞机的速度v2确定以后,失重时间的长短可通过角θ来调节.
当θ=90°时失重时间最长,即以初速度v1做竖直上抛运动,当它竖直下落速率增加到v2时退出实验状态.故ABD错误,C正确
故选:C.
反映竖直上抛运动速度、加速度、位移随时间变化关系的是(以向上为正方向)( )
正确答案
解析
解:A、小球做竖直上抛运动,速度:v=v0-gt,加速度的大小与方向都不变,所以速度图线是一条直线.故A正确,D错误;
B、金属小球竖直向上抛出,空气阻力忽略不计,只受重力,做竖直上抛运动,上升和下降过程加速度大小和方向都不变,故是匀变速直线运动,故B正确;
C、根据位移时间公式,有,位移图象是开口向下的抛物线.故C错误.
故选:AB
下列分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A:竖直上抛运动的全过程中任一时刻的加速度都为重力加速度g,在最高点时速度为零加速度为g,所以A错误;
B:加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化快则加速度大,所以B正确;
C:高速行驶的磁悬浮列车做的是接近匀速直线运动,加速度应很小,所以C错误;
D:做圆周运动的物体的速度方向时刻改变,即速度时刻变化,所以加速度一定不为零,若是匀速圆周运动,则加速度方向时刻指向圆心,所以D错误.
故选:B.
热气球活动最近几年成为我国热门的旅游活动项目,部分城市和旅游景点利用热气球看房、热气球婚礼等方式来吸引各地顾客.假设热气球以10m/s的速度匀速竖直上升,从热气球上掉下一个物体,经17s到达地面,求物体刚脱离热气球时气球的高度.(g=10 m/s2)
正确答案
解析
解:设物体刚脱离热气球时气球的高度为H.
取初速度的方向为正方向,则有:
-H=v0t-gt2=10×17-
×10×172=-1275m
代入数据得:H=1275m
答:物体刚脱离热气球时气球的高度为1275 m.
气球从地面自静止出发,先以0.5m/s2加速度上升20s,后改为匀速上升14s后有一物脱离气球,求该物体从脱离到落地所用时间,经过路程以及落地时的速度.(g取10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)物体匀速运动的速度为:v=at=0.5×20m/s=10m/s,
加速上升位移为:
匀速上升位移为:h2=vt′=10×14m=140m
根据速度时间公式得,物体继续上升的时间为:t″=,
匀减速上升位移为:
到达最高点下落到地面所需时间为:s=7s
落地速度为:v=gt1=70m/s
故所需总时间为:t总=t″+t1=1+7s=8s
通过的总路程为:s=2h3+h1+h2=250m
答:该物体从脱离到落地所用时间为8s,经过路程为250m,落地时的速度为70m/s
将一小球竖直向上抛出,到最高点后又回到出发点,不计空气阻力,下列结论中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球做竖直上抛运动,到达最高点时,速度为零,加速度等于重力加速度,不为零,故A错误;
B、竖直上抛运动的加速度是重力加速,加速度g恒定不变,因此整个运动过程中,任何相等时间t内速度的变化△v=gt均相同,故B正确;
C、上升过程与下降过程加速度相同,因此速度变化相同,故C错误;
D、竖直上抛最后一秒内,小球做匀减速运动,最终末速度为零,它的逆过程是初速度为零的匀加速运动,加速度相同,运动时间相同,则位移相同,故D正确;
故选BD.
一喷泉射出的水上升的高度为h,出口的横截面积为s,已知水的密度为ρ,由空中水的质量为( )
正确答案
解析
解:水柱高达h,根据,得下降时间为:
.
根据上抛运动的对称性,上升时间等于下降时间,故上抛的总时间为:t′=2t=
根据,可得:
故空中水的体积为:V=SL=Svtt′==4hS
故M=ρV=4ρhS;
故选:D
竖直向上抛出一小球,3s末落回到抛出点,则小球经______s上升至最高点,小球在第二秒内的位移是______m( g=10m/s2,不计空气阻力)
正确答案
1.5
0
解析
解:竖直上抛运动上升过程和下降过程具有对称性,可知小球经过1.5s上升到最高点,小球在1.5s末上升到最高点,采用逆向思维,知第1s末的速度大小为:
v1=gt′=10×0.5m/s=5m/s,
则小球在第2s内的位移为:
.
故答案为:1.5; 0.
扫码查看完整答案与解析