题目内容

4.(多选)某人在高层楼房的阳台外侧上以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可能是(空气阻力不计,g取10m/s2)(  )
A.25SB.3SC.(2+$\sqrt{7}$)SD.(2-$\sqrt{7}$)S

分析 取竖直向上方向为正方向,竖直上抛运动可以看成一种加速度为-g的匀减速直线运动,当石块运动到抛出点上方离抛出点15m时,位移为x=15m;当石块运动到抛出点下方离抛出点15m时,位移为x=-15m,根据位移公式求出时间.

解答 解:取竖直向上方向为正方向,当石块运动到抛出点上方离抛出点15m时,位移为x=15m,由x=v0t-$\frac{1}{2}$gt2代入得:
 15=20t-$\frac{1}{2}$×10t2,解得t1=1s,t2=3s
当石块运动到抛出点下方离抛出点15m时,位移为x=-15m,由x=v0t-$\frac{1}{2}$gt2代入得:
-15=20t-$\frac{1}{2}$×10t2,解得t1=(2+$\sqrt{7}$)s,t2=(2-$\sqrt{7}$)s(舍去).故B、C正确,AD错误.
故选:BC

点评 本题采用整体法研究竖直上抛运动,方法简单,但要注意位移是矢量,与距离不同,不能漏解.

练习册系列答案
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14.(1)某同学想利用用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法不正确(选填“正确”或“不正确”),理由是:有摩擦力做功,不满足机械能守恒的条件.
(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m的滑块(带遮光条)放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.
①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为m2gx-m1gxsinθ,动能的增加量表示为$\frac{1}{2}$(m1+m2)($\frac{L}{t}$)2;若系统机械能守恒,则$\frac{1}{{t}^{2}}$与x的关系式为$\frac{1}{{t}^{2}}$$\frac{2({m}_{2}g-{m}_{1}gsinθ)x}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$(用题中已知量表示).
②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以$\frac{1}{{t}^{2}}$为纵轴,作出的图象如图丙所示,则根据图象可求得重力加速度g0为9.4m/s2(计算结果保留2位有效数字),若g0与当地重力加速度g近似相等,则可验证系统机械能守恒.

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