第2节 竖直方向上的抛体运动
1.关于竖直下抛运动,下列说法正确的是( )
A.飞行中的轰炸机抛下的炸弹的运动是竖直下抛运动
B.从屋顶竖直向下抛出的铅球的运动是竖直下抛运动
C.竖直下抛运动是一种特殊的非匀变速直线运动
D.某同学站在窗前将衣服竖直向下抛给伙伴,他认为衣服的运动是竖直下抛运动
解析:选B.轰炸机抛下的炸弹具有水平初速度,不是竖直下抛运动,故A错;衣服向下运动时所受空气阻力太大,与其重力相比不可忽略,其运动不是竖直下抛运动,故D错;从屋顶竖直向下抛出的铅球具有竖直向下的初速度且其所受空气阻力可以忽略,其运动可以看作竖直下抛运动,故B对;竖直下抛运动仅受重力作用,其加速度为重力加速度g,故C错.
2.(多选)有关竖直上抛运动,下列说法正确的是( )
A.竖直上抛运动是a=g的匀变速运动
B.可分解为竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动
C.可以把从最高点下落的后半段运动看成是自由落体运动
D.上升过程的加速度小于下落过程的加速度
解析:选ABC.根据运动的合成与分解的知识,竖直上抛运动可分解为竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动,也可以把从最高点下落的后半段运动看成是自由落体运动,并且是a=g的匀变速运动,所以A、B、C正确,D错误.
3.(多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2.5 s内物体的( )
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向向上
C.速度改变量的大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向向上
解析:选AB.上抛时间t上==3 s,上升的高度为H==45 m.5 s时物体下落的时间为2 s,下落的高度为h=gt=20 m,因此5 s内物体的路程s1=H+h=65 m,选项A正确.5 s内物体的位移s2=H-h=25 m,方向向上,选项B正确.速度的改变量Δv=v1-v0=-gt下-v0=-50 m/s,选项C错误.平均速度v== m/s=5 m/s,方向向上,选项D错误.
4.
如图所示,将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放,两球恰在处相遇(不计空气阻力).则( )
A.两球同时落地
B.相遇时两球速度大小相等
C.从开始运动到相遇,球a动能的减少量等于球b动能的增加量
D.相遇后的任意时刻,重力对球a、球b做功的功率相等
解析:选C.相遇时满足gt2+v0t-gt2=h,gt2=,所以v=gh,小球b落地时间tb=,小球a落地时间ta=2·=2=2,因此A错误;相遇时,vb=,v-v=-2g,va=0,所以B错误;因为两球恰在处相遇,说明重力做功的数值相等,根据动能定理,球a动能的减少量等于球b动能的增加量,C正确;相遇后的任意时刻,球b的速度始终大于球a的速度,因此重力对球b做功的功率大于对球a做功的功率,D错误.
5.在2015年国际泳联跳水系列赛加拿大温莎站的比赛中,中国选手任倩以429.35分获得女子10米跳台决赛冠军.任倩身高约为1.50 m,她站在离水面10 m高的跳台上,重心离跳台面的高度约0.8 m,竖直向上跃起后重心升高0.45 m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时任倩的重心离水面约为0.80 m,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10 m/s2.求任倩从离开跳台到手触及水面所用的时间.(结果保留两位有效数字)
解析:任倩跃起后可看成做竖直上抛运动,上升阶段做匀减速上升,重心上升的高度h1=0.45 m.设起跳速度为v0,则-v=-2gh1
上升过程的时间t1=
代入数据可得t1==0.3 s