问题 问答题

在高为H处,一小物体由静止开始下落的同时,在其正下方地面上将一石块竖直上抛,发现下落物体和石块在空中相撞时,石块已经开始下落,求上抛石块的初速度的大小可能是多大?

答案

设上抛石块的初速度为v0,若v0越大,则两物相撞的位置越高,v0越小,相撞的位置越低,则石块在接近地面时被下落物体追上并相撞时,上抛石块的初速为最小值。

设此速度为v1,则上抛物体从抛出到落地时间刚好和下落物体下落所用时间相同,则:

上抛石块落回地面用时为t1,则: 

让h=0,即石块刚好落地:

因题设知,石块和物体相撞的最高处,恰好上升到最高处,其速度刚好为零,则物体下落高度为h1,石块上升高度为h2,初速为v2

,得        ①

石块上升到最高处和下落物体相撞,则末速,得        ②

①②联立解得 

则上抛石块的初速度大小必须满足下式:

单项选择题
单项选择题