问题 计算题

一个物体从H高处自由落下,经过最后196 m所用的时间是4 s,求物体下落H高所用的总时间T和高度H是多少?(取g=9.8 m/s2,空气阻力不计)

答案

题目分析:(解法一)根据自由落体公式

H=gT2

H-h=g(T-t)2

由上两式得h=gTt-gt2

所以T=

H=gT2=×9.8×72 m="240.1" m.

(解法二)利用匀变速运动平均速度的性质,由题意得最后4 s内的平均速度为v=="1964" m/s="49" m/s.

因为在匀变速运动中,某段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度,所以下落至最后2 s时的瞬时速度为vt′="v=49" m/s.

由速度公式得下落至最后2 s的时间t′=s="5" s,

所以T=t′+="5" s+s=7s.

H=gT2=×9.8×72m="240.1" m.

(解法三)利用vt图象

画出这个物体自由下落的vt图,如图2-8-3所示.开始下落后经时间(T-t)和T后的速度分别为g(T-t)、gT,图线的AB段与t轴间的面积表示在时间t内下落的高度h

图2-8-3

h=,

得T=s="7" s

H=gT2=×9.8×72 m="240.1" m.

点评:分两次应用自由落体运动的位移公式即可求出结论,题目比较简单.

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