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=

1
2
g
t21
  ①

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-

1
2
g
t21
   ②

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

v0
g
.由此可知,要使AB在B球上升过程中与A相遇,

只要

v0
g
≥t即可

解得:v0

gh
      满足此条件B球就会在上升时与A球相遇

(2)B球落地时间

2v0
g
,如果相遇时间t=
h
v0
等于B球落地时间,A球刚好在B球落地时追上B球.

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

gh
2
v0
gh

答:B球在上升过程中与A球相遇要满足v0

gh
;B球在下落过程中与A球相遇要满足
gh
2
v0
gh

多项选择题
单项选择题