题目内容

20.从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落,两物体在空中同
时到达同一高度时速度大小均为v,则下列说法正确的是(  )
A.物体A、B落地时间相等
B.物体A上抛的初速度和物体B落地的速度大小均为2v
C.物体A上升的最大高度和物体B开始下落时高度相同
D.两物体在空中到达的同一高度一定是物体B开始下落时高度的一半

分析 竖直上抛运动看成向上的加速度为-g的匀减速直线运动处理,根据两物体在空中同时到达同一高度求出运动经过的时间,由运动学公式和竖直上抛运动的对称性分析求解.

解答 解:AB、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gt=v0-gt=v 解得v0=2v.根据对称性和机械能守恒知,物体B落地的速度大小也为2v.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=$\frac{2v}{g}$,A竖直上抛物体在空中运动时间tA=2×$\frac{2v}{g}$=$\frac{4v}{g}$.故A错误,B正确
C、物体A能上升的最大高度hA=$\frac{(2v)^{2}}{2g}$=$\frac{2{v}^{2}}{g}$,B开始下落的高度hB=$\frac{1}{2}$g($\frac{2v}{g}$)2,显然两者相等.故C正确.
D、相遇时刻后B物体的运动可以看作是A物体之前运动的逆过程,自由落体运动的第1T与第2T的位移之比为1:3;故两物体在中到达的同一高度一定是物体B开始下落时高度的 $\frac{3}{4}$.故D错误.
故选:BC

点评 本题涉及两个物体运动的问题,关键要分析两物体运动的关系,也可以根据竖直上抛运动的对称性理解.

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