1.一杂技演员,用一只手抛球、接球.他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出.已知除正在抛、接球的时刻外,空中总有4个球.将球的运动近似看做是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取 )( )
A.1.6m B.2.4m C.3.2m D.4.0m
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解析:空中总有四个球,每两个相邻的球间的时间间隔为0.40s,则每个球上往返时间为1.60s,即上升阶段时间为0.80s,根据竖直上抛运动规律可知,上升和下落时间对称,故球达到的最大高度为: .
答案:C |
2.某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2,则5s内物体的( )
A.路程为65m
B.位移大小为25m,方向向上
C.速度改变量的大小为10m/s
D.平均速度大小为13m/s,方向向上
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答案:A、B
解析:由运动关系式可知,物体上升到最高点的时间为3s,然后自由下落2s.根据匀变速运动的规律可知A、B选项正确. |
3.在离地高20m处将一小球以速度v0竖直上抛,不计空气阻力,取g=10m/s2,当它到达上升最大位移的3/4 时,速度为10m/s,则小球抛出后5s内的位移及5s末的速度分别为( )
A.-25m,-30m/s B.-20m,-30m/s
C.-20m,0 D.0,-20m/s
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4.从某一高处先后落下两个铁球,两球用长35m的细绳相连.第一球降落1s后,第二球开始降落,若不计空气阻力,第二个球下降多长时间细绳刚好被拉直(g取10m/s2)?
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答案:3s
解析: , . |
5.气球以10m/s的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个物体,经17s到达地面.求物体刚脱离气球时气球的高度.(g=10m/s2)
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解析:可将物体的运动过程视为匀变速直线运动.规定向下方向为正,则物体的初速度为V0=-10m/s,g=10m/s2.
则据h= ,则有:
∴物体刚掉下时离地1275m.
答案:1275m.
点拨:有两种常见方法:(1)全程要用匀变速直线运动规律.注意速度、加速度、位移的方向,必须先规定正方向;(2)分阶段要用匀变速直线运动规律并同时注意上升和下降过程的速率、时间的“对称性”. |
6.一个小球作竖直上抛运动,经过时间t1上升到位置x1,经过时间t2上升到位置x2,小球上升到最高点后下落到位置x2的时间为t3,继续下落到位置x1的时间为t4.求证重力加速度 .
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解析:此题求证结果较为复杂,若不加选择地套用竖直上抛运动公式,则很难理出头绪,但如果抓住竖直上抛运动中时间的对称性——从某一位置上升到最高点和从最高点落回该位置所用的时间相等,则可简化问题的处理.
设最高点到位置x1的距离为h1,则 ;
设最高点到位置x2的距离为h2,则 ;而h1-h2=x2-x1.将以上三式整理即可证.
点拨:抓住对称性,将从某一位置上升到最高点转化为从最高点落回该位置. |
7.如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.跳台距水面高度为10 m,此时她恰好到达最高位置,估计此时她的重心离跳台台面的高度为1 m,当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时她的重心离水面也是1 m.(取g=10m/s2)
(1)从最高点到手触及水面的过程中其重心可以看作是自由落体运动,则该运动员在空中完成一系列动作可利用的时间为多长?
(2)假设该运动员身高160cm,重心在近似与其中点重合,则该运动员离开跳台的速度大小约多大?

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解析:(1)这段时间人重心下降高度为10m,空中动作时间t= ,代入数据得t= s=1.4s.
(2)该运动离开跳台后重心升高:(1-0.8)m=0.2m,设离开跳台的速度为 ,由竖直上抛运动规律得: . |
8.一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对运动员的弹力 随时间 的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示,取重力加速度g=10m/s2.试结合图象,求运动员在运动过程中:
(1)跳起的最大高度,起跳时的初速度;
(2)最大加速度.

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9.一跳水运动员从离水面10m高的平台上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是_________s(计算时,可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点,g取10m/s2).
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解析:运动员跳起达到最高点的时间为:

运动员从最高点至水面的高度是
10m+0.45m=10.45m.
下落过程看成是自由落体运动,时间为t2,

所以总时间t=t1+t2=0.3s+1.446s=1.746s.
答案:1.746 |
10.一个做竖直上抛运动的物体,当它经过抛出点上方0.4m处时,速度是3m/s,当它经过抛出点下方0.4m处时,速度应为多少?(g=10m/s2,不计空气阻力.)
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解析:抛出的物体只受重力,可一直取向上的方向为正方向,取整个过程分析,也可分段研究.
解法一:设到达抛出点上方0.4m处时还能上升高度h,

据题意,物体相当于从H=0.45m+0.4×2m=1.25m高处自由下落,所求速度vt= =5m/s. |
11.如图所示,两根长度均为1m的细杆ab、cd,ab杆从高处自由下落,cd杆同时从地面以20m/s的初速度竖直上抛,两杆开始运动前ab杆的下端和cd杆的上端相距10m,在运动过程中两杆始终保持竖直.

(1)两杆何时相遇?
(2)相遇(但不相碰)到分开的时间多长?
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解析:因为两杆是同时开始运动的,它们的加速度相同均为重力加速度g,选ab为参照物,则cd杆以20m/s的速度匀速上升.
(1)两杆相遇是指cd杆的上端c到达ab杆的下端b,此时cd杆发生的相对位移是x′=10m.
根据x=vt可求得经历时间 两杆相遇.
(2)两杆相遇到分开的时间则是指cd杆的上端c到达ab杆的下端b(计时开始)一直到cd杆的下端d离开ab杆的上端a(计时结束)的这段时间.
则cd杆发生的相对位移x′=2m,
则根据x=vt可得两杆相遇到分开的时间 . |
12.某人在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直向上抛出一石块,石块运动到离抛出点15m处时,所经历的时间为多少?(不计空气阻力,g取10m/s2)
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分析:首先判断石块运动到离抛出点15m处时,石块的位置是在抛出点上方还是在抛出点下方,如果是在抛出点上方的话,还要判断是处于上升阶段还是处于下降阶段.从题意来看,石块抛出后能够上升的最大高度为 =20 m>15 m.这样石块运动到离抛出点15 m处的位置必定有两个,如图所示,因而所经历的时间为三个.

解:当石块在抛出点上方距抛出点15 m处有x=v0t- ,将x=15m,g=10m/s2代入上式得t1=1s,t2=3s.
当石块在抛出点下方15 m处时,将x=-15m代入x=v0t- ,解得 . |
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