内容正文:
第10讲 竖直上抛运动
1.定义:将物体以某一初速度v0竖直向上抛出,物体只在重力作用下所做的运动就是竖直上抛运动。
2.实质:初速度v0≠0、加速度a=-g的匀变速直线运动(通常规定初速度v0的方向为正方向,g为重力加速度的大小)。
3.竖直上抛运动的规律
基本公式 推论
公式应用时的符号法则:
(1) v>0时,物体上升;v<0时,物体下降;
(2)h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方。
4.竖直上抛运动的特点
(1)对称性
①时间对称性,对同一段距离,上升过程和下降过程时间相等。
②速度对称性:上升过程和下降过程通过同一点时速度大小相等,方向相反。
(2)多解性
通过某一点可能对应两个时刻,即物体可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段。
5.竖直上抛运动的处理方法
分段法
上升阶段是初速度为v0、a=-g的匀减速直线运动;下落阶段是自由落体运动
全过程分析法
全过程看作初速度为v0、a=-g的匀变速直线运动
(1)v>0时,上升阶段;v<0,下落阶段
(2)h>0时,物体在抛出点的上方;h<0时,物体在抛出点的下方
【例1】将一物体以10m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,。若以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,则它在抛出之后前2s内的位移和2s末的瞬时速度分别是( )
A.0m; B.10m; C.0m;10m/s D.10m;10m/s
【例2】热气球用绳子系着一个重物,从地面以的速度匀速竖直上升,当到达高度时,绳子突然断开,重物从断开到落地过程有()( )
A.空中运动时间为 B.空中运动时间为
C.落地速度大小为 D.落地速度大小为
1.如图所示,在校运会上,某同学跳高成绩打破学校纪录,经了解,该同学身高1.80 m,跳高过程中重心最大高度为2.00 m,据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近( )
A. B. C. D.
2.某物体以30m/s的速度竖直上抛,不计空气阻力,,则前4s内物体( )
A.能上升的最大高度为55m B.位移大小为30m
C.平均速度大小为20m/s,方向向上 D.速度改变量大小为40m/s,方向向下
3.在某处竖直上抛一可视为质点的小球,小球从抛出到落回原点经历时间为,取抛出点为原点,向上为正方向,,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球从抛出点到最高点的位移为 B.小球在最高点的加速度为0
C.第内,小球的平均速度为 D.内,小球的速度变化量
4.物体以初速度v0竖直上抛,经3 s到达最高点,空气阻力不计,g取10 m/s2,则对上升过程,下列说法正确的是( )
A.物体上升的最大高度为90 m
B.物体速度改变量的大小为30 m/s,方向竖直向下
C.物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比为3∶2∶1
D.物体在1 s内、2 s内、3 s内的位移大小之比为5∶3∶1
5.将一小球从足够高的塔顶以某初速度竖直向上抛出,经时间t = 3s小球的速度大小为v = 10m/s,忽略空气阻力,重力加速度g = 10m/s2。则下列说法正确的是( )
A.初速度大小可能为40m/s,3s末小球在抛出点上方20m处
B.初速度大小可能为40m/s,3s末小球在抛出点上方30m处
C.初速度大小可能为20m/s,3s末小球在抛出点上方10m处
D.初速度大小可能为20m/s,3s末小球在抛出点上方15m处
6.若将一物体从某星球表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的 图像如图所示,则( )
A.该物体上升的时间为
B.该物体被抛出时的初速度为
C.该星球表面的重力加速度大小为
D.该物体落到该星球表面时的速度大小为
7.2021年8月1日,我国体操选手肖若腾出战东京奥运会男子自由体操项目决赛,为中国队再夺一枚银牌.比赛中,某运动员以大小为的初速度竖直向上跳起,重力加速度大小为g,若不计空气阻力,运动员可视为质点,从离开地面算起,则下列说法正确的是( )
A.运动员上升到最大高度所用的时间为
B.运动员的速度大小减小到初速度的一半时所用的时间为
C.运动员上升到最大高度一半时的速度大小为
D.运动员上升的最大高度为
8.如图所示,将乙小球从地面上以的初速度竖直向上抛出的同时,将甲小球从乙球的正上方处由静止释放,两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取,两小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A.两小球在空中不相遇
B.两小球相遇时甲小球的速度大小为12m/s
C.乙小球抛出后0.8s时两小球相遇
D.乙小球在下落过程中与甲小球相遇
9.某时刻从地面以初速度v0=20m/s竖直向上抛出一小球A,1s后在同一地点以同样的速度向上抛出另一小球B,则两小球在空中相遇的位置离地高度为( )
A.17.5m B