5.某一物体被竖直上抛,空气阻力不计,当它经过抛出点上方0.4 m处时,速度为3 m/s,当它经过抛出点下方0.4 m处时,速度应为多少?(g取10 m/s2)
解析:解法一设到达抛出点上方0.4 m处时还能上升高度为h,
则h= m=0.45 m
物体从最高点自由下落高度为H=(0.45+0.4+0.4) m时的速度为:
vt= m/s=5 m/s.
解法二将竖直上抛看作一个过程(全过程分析)
设位移为h1=0.4 m时速度为v1,位移为h2=-0.4 m时速度为v2,则有
解得v2=5 m/s.
6.在12 m高的塔上,以一定的初速度竖直向上抛出一物体,经2 s到达地面,则物体抛出时的速度为多大?物体上升的最大高度又是多少(离地多高)?(g取10 m/s2)
解析:在已知位移与时间的情况下,不妨采取全过程分析法依据位移公式列方程求解抛出速度,位移在抛出点下方,必须负值代入.由位移速度公式可以求解离开抛出点上升的最大高度,结合抛出点高度即可求解离地面上升的最大高度.
根据位移公式:h=v0t-gt2 依据题意知:h=-12 m,t=2 s
故有-12=v0×2-×10×22解得v0=4 m/s
物体由抛出的最高点时,vt=0由vt2-v02=-2gh得:
h= m=0.8 m,故物体离地高度H=(0.8+1.2) m=12.8 m.
7.一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手至脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间为多少秒?(计算时,可把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g取10 m/s2,结果保留两位有效数字)
解析:可以将运动员简化为质点按竖直上抛运动规律求解.且莫在运动员正立起跳与倒立触水问题上纠缠而浪费精力.不妨画出运动员跳水过程的草图,不难发现对于重心位于从手至脚全长的中点的运动员说,正立起跳与倒立触水不影响时间的求解.再者,结果要求保留两位有效数字,则在运算过程中应该保留三位