7.在离地面15 m的高处,以10 m/s的初速度竖直上抛一小球,求小球落地时的速度大小和小球从抛出到落地所用的时间.(忽略空气阻力的影响,取重力加速度g=10 m/s2 )
答案 20 m/s 3 s
解析 解法一 (分段法):取竖直向上的初速度方向为正方向.小球从竖直抛出到落地经历两个过程:上升过程和下落过程.上升过程的时间t1== s=1 s,上升的高度s1== m=5 m;下落的总高度s2=15 m+5 m=20 m,自由下落的时间t2== s=2 s
小球落回地面经历的总时间t=t1+t2=1 s+2 s=3 s
小球落回地面时的速度方向竖直向下,为负方向
vt=-=- m/s=-20 m/s.
解法二 (全程法):将小球竖直上抛运动的整个过程作为一个整体,取初速度的方向即竖直向上的方向作为正方向,加速度为重力加速度,方向竖直向下,所以a=-g.已知v0=10 m/s,s=-15 m
小球落地时的速度vt=±=± m/s=±20 m/s
由于小球落地时的速度方向竖直向下,所以取vt=-20 m/s
小球从抛出到落地所用时间t== s=3 s.
8.从高出地面15 m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5 m后回落,最后到达地面.不计空气阻力.重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)小球抛出的初速度大小.
(2)从抛出到落地过程的平均速度.
答案 (1)10 m/s (2)5 m/s,方向竖直向下
解析 (1)由速度-位移公式得:
v02=2gs
所以v0==10 m/s,方向竖直向上.
(2)由速度-位移公式得:
vt2=2g(15 m+s)
所以落地速度大小为vt=20 m/s(方向竖直向下)
所以全程平均速度为==-5 m/s,
负号表示方向竖直向下.