物体甲从离地面高度h处自由下落,同时在它正下方的地面上有一物体乙以初速度v0竖直向上抛.重力加速度为g,不计空气阻力,两物体均看作质点.(1)要使两物体在空中相碰,乙的初

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 自由落体运动/2022-09-04 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

物体甲从离地面高度h处自由下落,同时在它正下方的地面上有一物体乙以初速度v0竖直向上抛.重力加速度为g,不计空气阻力,两物体均看作质点.
(1)要使两物体在空中相碰,乙的初速度v0应满足什么条件?
(2)要使乙在下落过程中与甲相碰,v0应满足什么条件?

◎ 答案

(1)设经过时间t甲乙在空中相碰,甲做自由落体运动的位移
   h1=
1
2
gt2
     ①
乙做竖直上抛运动的位移    h2=v0t-
1
2
gt2
       ②
由几何关系  h=h1+h2                          ③
联立①②③解得   t=
h
v0
  ④
设乙抛出后经过时间tmax落地,根据速度-时间关系有 tmax=
2v0
g
    ⑤
甲乙在空中相遇应满足  0<t<tmax     ⑥
联立④⑤⑥解得  v0

gh
2

故乙的初速度v0应满足 v0

gh
2

(2)在乙下落过程中,甲乙相遇应满足  
v0
g
<t<
2v0
g
 ⑦
联立④⑦解得  

gh
2
<v0

gh

故要使乙在下落过程中与甲相碰,v0应满足 
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