自由落体运动中的上下运动——问题及解决方法

线性运动中的已解决问题——自由落体运动中的上下运动

1. 一个人以 20 m/s 的初速度向上抛出一个球。计算球能飞多高。忽略水的阻力。重力加速度(g) = 10 m/ s²。

解决方案

我们使用如下所示的匀加速运动运动学方程之一。

v t = v o + at

s = v o t + ½ at 2

v t 2 = v o 2 + 2 as

已知:

我们选择向上方向为正,向下方向为负。

初始速度(v₀ )= 20 米/秒(向上为正)

重力加速度(g)= – 10 m/s 2(负向下)。

末速度(v t )= 0(在最高点瞬间速度为零)

要求:最大高度(h)

解决方案:

v t 2 = v o 2 + 2 gh

0 = (20 2 ) + 2(-10) h

0 = 400 – 20 小时

400 = 20 小时

h = 400 / 20 = 40 / 2 = 20 米

[irp]

2. 一个人站在悬崖边上,以 20 米/秒的速度向上抛出一块石头,使石头落到 100 米以下的悬崖底部。

(a)小球到达悬崖底部需要多长时间?(b)小球落地前的最终速度是多少?重力加速度(g)= 10 m/s² 。忽略水的阻力。

已知:

我们选择向上方向为正,向下方向为负。

高度 (h) = -100 米(负值,因为最终位置低于初始位置)

初始速度(v₀ )= 20 米/秒(向上为正)

重力加速度 (g) = -10 m/s² (负值向下)

招聘:

(a)空气中停留时间或时间间隔(t)

(b)末速度(v t )

解决方案:

(a)时间间隔(t)

已知:

高度 (h) = -100 米(负值,因为最终位置低于初始位置)

初始速度(v o )= 20 米/秒(向上为正),重力加速度(g)= -10 米/秒²(向下为负)。

h = v o t + ½ gt 2

-100 = (20) t + ½ (-10) t 2

-100 = 20t – 5t²

-5t² + 20t + 100 = 0

我们使用二次方程公式:

自由落体运动中的上下运动问题及解答 1

(b)末速度

v t 2 = v o 2 + 2 gh

v t 2 = (20 2 ) + 2 (-10)(-100)

v t 2 = 400 + 2000

v t 2 = 2400

vt = 49 米/秒

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