问题
问答题
如图所示,在距地面2l高空A处以水平初速度v0=
投掷飞镖.在与A点水平距离为l的水平地面上的B点有一个气球,选择适当时机让气球以同样大小的速度v0匀速上升,在升空过程中被飞镖击中.飞镖在飞行过程中受到的空气阻力不计.在计算过程中可将飞镖和气球视为质点.已知重力加速度为g.试求:gl
(1)飞镖从出发到击中气球时所用时间;
(2)击中气球时飞镖的速度大小;
(3)投掷飞镖和放气球两个动作之间的时间间隔应为多少?

答案
(1)飞镖做的是平抛运动,
由水平方向的匀速直线运动可得 l=V0t
所以t=
=l v0
.l g
所以飞镖运动的时间为
.l g
(2)飞镖做的是平抛运动,从飞镖飞出到击中气球过程中,
对飞镖来说:l=V0t,Vy=gt,v=
+v 20 v 2y
由以上三式联立可得飞镖击中气球时的速度为:v=
.2gl
击中气球时飞镖的速度大小为
.2gl
(3)
飞镖的竖直位移:h=
gt2,1 2
气球上升的位移:H=2l-h,
气球上升的时间:t′=
,H V0
两个动作之间的时间间隔为:△t=t′-t=1 2
,l g
联立以上各式可求得,气球应比投飞镖早运动的时间为1 2
.l g