题目内容

18.从地面竖直上抛一物体a的同时,在离地面高H处有相同质量的另一物体b开始做自由落体运动,两物体在空中同时到达距地面高h时,速率都为v(两物体不会相碰),则下列说法正确的是(  )
A.H=2h
B.物体a竖直上抛的初速度大小是物体B落地时速度大小的2倍
C.物体a、b在空中运动的时间相等
D.两物体落地前各自的机械能守恒且两者的机械能相等

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:A、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×$\frac{2v}{g}=\frac{4v}{g}$,
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AC错误.
B、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,与b落地时,速度相等,故B错误;
D、两物体在运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,物体A能上升的最大高度hA=$\frac{(2v)^{2}}{2g}$,B开始下落的高度hB=$\frac{1}{2}g(\frac{2v}{g})^{2}$,显然两者相等,所以两者的机械能相等,故D正确.
故选:D.

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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