问题 计算题

(14分)甲、乙两物体,甲的质量为1kg,乙的质量为0.5kg,甲从距地45m高处自由落下,1s后乙从距地30m高处自由落下,不计空气阻力.(重力加速度g取10

(1)两物体等高时离地多高?

(2)定量画出两物体间的竖直距离随时间变化的图象.(球落地后立即原地静止,规定甲开始下落时刻为计时起点.)

答案

(1)25m;(2)图像如下图所示。

题目分析:(1)两物体的加速度均为g,方向竖直向下,设甲下落时间t时二者相遇,

gt2=15+g(t-1)2,解得t=2s

此时两物体离地高度H=45-gt2=25m

(2)以甲下落的初位置为坐标原点,下落时刻为计时起点,竖直向下为正方向,设时间t甲、乙的位置坐标分别为y1、y2,则0~1s内两物体的竖直距离随时间的关系为

△y1=15-y1=15-gt2=15-5t2

1~2s内两物体的竖直距离随时间的关系为

△y2=y2-y1=[15+g(t-1)2]-gt2=20-10t

设经过t时间落地,则45=gT2,解得T=3s

设乙在空中运动时间为T′,则有0=gT′2,解得T′=s

2~3s内两物体的竖直距离随时间的关系为

△y3=y1-y2=gt2-[15+g(t-1)2]=10t-20

3~(+1)s内两物体的竖直距离随时间的关系为

△y4=45-y2=45-[15+g(t-1)2]=25+10t-5t2

则图象如上所示(每段2分)

单项选择题
单项选择题