1、选择题 在欢庆节日的时候,人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在4s末到达离地面100m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案。假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0,上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍,那么v0和k分别等于(重力加速度g取10m/s2)
[? ]
A. 25m/s,1.25
B. 40m/s,0.25
C. 50m/s,0.25
D. 80m/s,1.25
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 竖直上抛运动是生活中常见的一种运动,研究发现其运动特点是:具有竖直向上的初速度,上升和下落阶段的加速度都是g(方向竖直向下)的匀变速直线运动.若有一个物体在距离地面120m的地方,以10m/s初速度竖直向上抛出,取g取10m/s2,则物体抛出后经过多长时间到达地面?
参考答案:以竖直向上为正方向,整个运动过程为匀变速直线运动,则有:
?-h=v0t-12gt2?
代入数据可得:t2-2t-24=0?
解得:t1=6s,t2=-4s?(舍去)?
所以物体运动的总时间为6s
答:物体抛出后经过6s到达地面.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,某人在离地面高10m处,以5m/s的初速度水平抛出A球,与此同时在离A球抛出点水平距离s处,另一人竖直上抛B球,不计空气阻力和人的高度,试问:要使B球上升到最高点时与A球相遇,则(g=10m/s2)
(1)B球被抛出时的初速度为多少?
(2)水平距离s为多少?
参考答案:(1)两球在竖直方向上相遇的过程,
对于B球,有hB=vB22g,
t=vBg
对于A球,hA=12gt2
所以有hA=vB22g?
由于两球相遇,所以h=hA+hB=vB2g.
代入数据,得10=vB210,
解得,vB=10m/s.
(2)利用t=vBg=1s
A球的水平运动,有s=vAt
代入数据,得s=5m.
所以水平距离s为5m.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 以初速度大小v1竖直向上抛出一物体,落回到抛出点时速度大小为v2。已知物体在运动过程中受到的空气阻力大小不变,物体所受空气阻力与重力的大小之比为3 ∶5。则v1与v2之比为( )
A.1 ∶1
B.1 ∶2
C.2 ∶1
D.4 ∶1
参考答案:C
本题解析:上升过程:
,下降的过程
,
根据牛顿第二定律可得:
又知道:
故
所以
故选C
点评:解决本题的关键掌握牛顿第二定律,以及掌握匀变速直线运动的速度位移公式.
本题难度:一般
5、计算题 宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计阻力,经2.5s后落回手中,已知该星球半径为7220km。
(1)该星球表面的重力加速度
多大?
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零,则当物体距离星球球心r时其引力势能
(式中m为物体的质量,M为星球的质量,G为万有引力常量)。问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
参考答案:(1)8m/s2;(2)7600m/s;(3)约10746m/s
本题解析:(1)根据物体竖直上抛特点,可得
?(3分)
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,也就意味着物体绕星做匀速圆周运动,且星球表面物体的重力作向心力,即
(2分),
解得
(1分)
(3) 物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,也就是物体运动动无穷远处,物体的引力势能为零,动能大于等于零,我们取零为临界,则由机械能守恒定律得:
?(2分)
因为
,即
?(2分)
所以
本题难度:一般