题目内容

5.物体具有竖直向上的初速度并且只在重力作用下的运动被称为竖直上抛运动.竖直上抛运动与自由落体运动的加速度相同.如图所示,现让小球甲以20m/s的速度从地面上A点作竖直上抛运动,与此同时,让小球乙从B点作自由落体运动,B点离地面的高度为h,取g=10m/s2.求:
(1)经多长时间小球甲的速度大小为10m/s,方向竖直向下;
(2)欲使甲球在上升过程中与乙球相遇(处于同一高度),则h应满足的条件.

分析 (1)根据速度时间公式求的时间;
(2)相遇问题,对相向运动的两物体,相遇条件是:相同时间内,两物体位移之和等于他们之间的初始距离.以此可以确定两球各种相遇状态应该满足的H值

解答 解:(1)以甲球初速度方向为正方向,则a=-g,v=-10m/s
v=v0-g t
解得t=3s
(2)设经过t时间,两小球处于同一高度,小球甲上升的高度为h1,小球乙下落的高度为h2
则 h1=v0t-$\frac{1}{2}$gt2
h2=$\frac{1}{2}$gt2
h=h1+h2=v0t
甲球速度方向向上,则
v=v0-gt>0
则h应满足的条件为
h<40m
答:(1)经3s小球甲的速度大小为10m/s,方向竖直向下;
(2)欲使甲球在上升过程中与乙球相遇(处于同一高度),则h应满足的条件为h<40m

点评 相遇问题重点方法:对相向运动的两物体,相遇条件是相同时间内,两物体位移之和等于他们之间的初始距离

练习册系列答案
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16.如图(a)为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.盘和重物的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是B(填写所选选项的序号).
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在盘和重物的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
D.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,使小车在盘砝码的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
(2)本装置中要用到打点计时器,图(b)为实验室常用的一种计时器,其中电源电压要求是220V交流电.
(3)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是C.
A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(4)图(c)是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6.已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,关于小车的加速度a的计算方法,产生误差较小的算法是D.

A.$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$      B.$\frac{({x}_{2}-{x}_{1})+({x}_{3}-{x}_{2})+({x}_{4}-{x}_{3})+({x}_{5}-{x}_{4})+({x}_{6}-{x}_{5})}{5{T}^{2}}$
C.$\frac{{x}_{6}-{x}_{1}}{5{T}^{2}}$         D.$\frac{({x}_{6}-{x}_{3})+({x}_{5}-{x}_{2})+({x}_{4}-{x}_{1})}{9{T}^{2}}$.

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