问题
问答题
A、B两球,A从距地面高度为h处自由下落,同时将B球从地面以初速v0竖直上抛,两球沿同一竖直线运动.试求以下两种情况下,B球初速度v0的取值范围:
(1)B球在上升过程中与A球相遇;
(2)B球在下落过程中与A球相遇.
答案
A球做自由落体运动,下落高度h1,所用时间t1
得:h1=
g1 2
①t 21
B球做竖直上抛运动(全过程),上升高度h2,时间t2,t2=t1=t
得:h2=v0t1-
g1 2
②t 21
又因:h1+h2=h ③
由①②③解得:t=h v0
(1)设B球上升到最大高度时,与球A相遇,
B球上升到最大高度时间为
.由此可知,要使AB在B球上升过程中与A相遇,v0 g
只要
≥t即可v0 g
解得:v0≥
满足此条件B球就会在上升时与A球相遇gh
(2)B球落地时间
,如果相遇时间t=2v0 g
等于B球落地时间,A球刚好在B球落地时追上B球.h v0
即:
=2v0 g h v0
解得:v0=gh 2
次条件是AB还能相遇的最小速度,所以要满足在下落中相遇,
需满足
≤v0<gh 2 gh
答:B球在上升过程中与A球相遇要满足v0≥
;B球在下落过程中与A球相遇要满足gh
≤v0<gh 2 gh