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精英家教网如图所示的A、B两个物体,距地面高度为45m,A物体因在运动过程中阻力不计,其加速度为自由落体运动加速度g=10m/s2,B物体由于受到阻力作用,其加速度大小为9m/s2,方向竖直向下,与高度相比A、B两物体均可视为质点,求:
(1)若A、B两物体同时由静止释放,求当物体A落地时物体B离地距离.
(2)若要使两物体同时落地,在B物体由静止释放后,则需要经过多长时间将A物体由静止释放.
(3)若将B物体移到距地面高度36m的正下方C点,则同时由静止释放A、B两物体,A物体能否在B落地前追上B,若能计算其追上的位置距地面的距离,若不能,则在A释放时至少给A物体多大的竖直向下初速度?
分析:(1)先根据位移时间关系公式求解A的运动总时间,在根据位移时间关系公式求解该时间内物体B的位移,得到位移之差即可;
(2)先根据位移时间关系公式求解B的运动总时间,减去A物体运动的总时间即可;
(3)先根据位移时间关系公式求解A物体落地前B物体的位移,然后判断能否追上.
解答:解:(1)根据位移时间关系公式h=
1
2
gt2
,物体A的运动总时间为:
t1=
2h
g
=
2×45
10
=3s

3s内,物体B的位移为:
hB=
1
2
at2=
1
2
×9×32=40.5m

故3s时刻物体B离地距离:
△h=h-hB=45-40.5=4.5m
(2)根据位移时间关系公式,有:
h=
1
2
at22

故物体B的运动总时间为:
t2=
2h
a
=
2×45
9
=
10
s

故B物体由静止释放后,则需要经过(
10
-3
)s时间将A物体由静止释放;
(3)将B物体移到距地面高度36m的正下方C点,物体B落地时间为:
t3=
2h′
a
=
2×36
9
=2
2
s

在2
2
s
内,物体A下落的距离为:
hA′=
1
2
g
t
2
3
=
1
2
×10×8=40m
<45m,故A物体落地前不能追上B物体.
设A恰好能追上B的初速度为v0,根据位移时间关系公式,有:
h=v0t3+
1
2
g
t
2
3

代入数据,有:
45=2
2
v0+
1
2
×10×8

解得:v0=
5
4
2
m/s
答:(1)若A、B两物体同时由静止释放,则当物体A落地时物体B离地距离为4.5m;
(2)若要使两物体同时落地,在B物体由静止释放后,则需要经过(
10
-3
)s的时间将A物体由静止释放;
(3)A物体不能在B落地前追上B,在A释放时至少给A物体
5
4
2
m/s的竖直向下初速度才能追上B物体.
点评:本题关键是明确两个物体的运动规律,然后根据位移时间关系公式列式求解,不难.
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