- 自由落体运动
- 共4175题
从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有另一物体B自由落下,两物体在空中同时到达同一高度时速度都为v,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、设两物体从下落到相遇的时间为t,竖直上抛物体的初速度为v0,则由题v=gt=v0-gt,解得v0=2v,故A正确.
B、根据竖直上抛运动的对称性可知,B自由落下到地面的速度为2v,在空中运动时间为tB=,A竖直上抛物体在空中运动时间tA=2×
=
.故B错误.
C、物体A能上升的最大高度hA=,B开始下落的高度hB=
g(
)2,显然两者相等.故C正确.
D、两物体在空中同时达到同一高度为:hB=,h=
gt2=
g(
) 2=
=
hB.故D错误.
故选:AC.
在高空将一小球以20m/s的速度竖直向上抛出,经一段时间t后小球距抛出点的距离为15m,此时小球的速度的大小为υ,则t和υ的可能值为( )
正确答案
解析
解:小球上升的最大高度为:=20m,
①若经一段时间t后向上经过15m处,则:=15m
得:v=10m/s
t==
=1s
②若经一段时间t后向下运动经过15m处:
由前面分析的上方15m处再向上至最高点所用时间t′==
=1s
由运动的对称性知从最高点下落20m-15m=5m用时:t″=1s
则从抛出至向下运动经过上方15m位置的总时间为:t总=1s+1s+1s=3s,由运动的对称性知速度大小也为10m/s,
③若是抛出点下方15m,即距离最高点:h=15m+20m=35m
=35m,得:v=10
m/s
从向下运动经过上方15m位置到下方15m位置用时:=
-1s
则从抛出点开始计时时间为:t总′=-1+3=2+
s
故可能的是ABD.
故选:ABD.
竖直向上抛出一小球,3s末落回到抛出点,g取10m/s2,不计空气阻力.则( )
正确答案
解析
解:A、B、全过程:由x=v0t-gt2得:
前2s的位移为:x2=15×2-5×4=10m;
第1s内的位移为:x1=15×1-5×1=10m;
所以第2s内的位移为:10-10m=0m,故A错误,B正确;
C、D、竖直上抛运动的上升和下降过程具有对称性,下降时间为t==1.5s;
故高度为:h==
;故C正确,D错误;
故选BC.
(2016•江西一模)将物体以初速度V0竖直上抛,已知物体所受的阻力与其速率成正比,经过时间t物体以速率V1落回抛出处,以下选项正确的有( )
正确答案
解析
解:A、空气阻力对物体一直做负功,物体的机械能一直减少,由能量守恒知,V0>V1.故A正确.
B、根据能量守恒定律知,经过同一位置时,物体上升的速度大于下落的速度,则上升的平均速度大于下落的平均速度,上升和下落通过的位移大小相等,则物体运动的上升时间小于下降时间,故B正确.
C、根据牛顿第二定律得:
上升过程有 mg+kv=ma,v减小,a减小.
下落过程有 mg-kv=ma,v增大,a减小,故加速度一直减小,故C错误.
D、设上升时间为t1,下落时间为t2.最大高度为h.
上升过程,根据牛顿第二定律有 mg+kv=ma,又 v=,a=
则得 mg+k=m
mg△t+k△x=m△v
两边求和得:mg△t+
k△x=
m△v
即得:mgt1+kh=mv0;①
同理可得,下落过程有:mg-kv=ma,得 mgt2-kh=mv1;②
由①+②以及t=t1+t2.得 t=.故D正确.
故选:ABD
一个热气球悬挂一个物体从地面静止开始竖直向上做匀加速运动,运动了10s后,物体与热气球脱离,又经过20s,物体回落到地面.求物体离地面的最大高度和到达地面的速度.(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:设物体随热气球一起做匀加速直线运动的加速度为a,10s末上升的高度为h1,速度为v1,由匀变速直线运动的规律知
物体离开热气球以后,将做竖直上抛运动,20s后落地,知位移为-h1,由竖直上抛运动规律知
vt=v1-gt2
由以上四式联立解得a=8m/s2,h1=400m,v1=80m/s,vt=-120m/s.
物体离开热气球后还能上升的高度为h2==320m.
所以物体上升的最大高度h=h1+h2=720m.
即物体离地面的最大高度为720m,落地速度为120m/s.
小球以v0竖直上抛,不计空气阻力,上升的最大高度为H,从抛出点到距最高点为H时所需的时间是( )
正确答案
解析
解:物体上升的最大高度:H=,
从抛出点到距最高点为H时:H-
H=
,
时间:t=,
解得:t=(1±)
;
故选:BD.
将一小球竖直上抛,如果小球到达最高点前的最后一秒和离开最高点后的第一秒时间内通过的路程分别为x1和x2,速度变化量的大小分别为△v1和△v2,假设小球所受空气阻力大小不变,则下列表述正确的是( )
正确答案
解析
解:竖直上抛运动小球受合力竖直向下,设空气阻力为f,则:
F1=G+f
小球到达最高点前的最后一秒的加速度大小为:
a1=
此时间内位移变化量和速度变化量:
x1=a1,△v1=a1
同理,下降过程合力
F2=G-f
a2=
x2=a2,△v2=a2
由于a1>a2
故x1>x2,△v1>△v2
故选D
(2015秋•孝感期末)某物体以20m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2.3s内物体的( )
正确答案
解析
解:A、物体的加速度为g,故速度改变量大小为△v=gt=30m/s,竖直向下;故A正确;
BD、物体做竖直上抛运动,根据速度位移关系公式,有:-v02=2(-g)h,
得上升最大的高度:h==
m=20m,
根据位移时间关系公式,物体在前3s内的位移:x=v0t-gt2=20×3-
×10×32=15m,方向竖直向上,
则前3s的路程为S=2h-x=2×20-15=25m,故B错误,D错误;
D、平均速度为:=
=
=5m/s,方向向上,故C错误;
故选:A
一个质量为24kg的气象气球,以20m/s的速度匀速上升,当气球上升到某高度时掉下一个4.0kg的重物,经过3s 后气球和重物之间的距离是多少?(气球所受浮力始终不变)
正确答案
解析
解:重物掉下后做竖直上抛运动,经过3s后重物的位移为x1==20×3-
=15m
重物掉下后气球的加速度为a==
=
=2m/s2
此过程,气球的位移为x2=v0t+=20×3+
×2×32=69m
故经过3s 后气球和重物之间的距离为s=x2-x1=54m
答:经过3s 后气球和重物之间的距离是54m.
物体以初速度v0=10m/s竖直上抛,v1表示物体上升到最大高度一半时的速度,v2表示物体上升到最大高度所用时间一半时的速度,则下列正确的是( )
正确答案
解析
解:物体上升的最大高度:h==
=5m,
上升高度为最大高度一半时:v12-v02=2(-g)•,代入数据解得:v1=5
m/s,
上升的总时间:t==
=1s,
时间为上升总时间的一半时:v2=v0-g•=10-10×
=5m/s;
故选:BC.
扫码查看完整答案与解析