做竖直上抛的物体在第三秒内的路程比位移的值大2.5米,求物体的初速度?
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物声科技2024
2024-10-28 广告
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分析:做竖直上抛运动的物体,有上升阶段和下落阶段。根据题意可知,第三秒内(时间长度是1秒)的路程比位移大小的值大2.5米,说明在这个第三秒内发生了运动方向的改变(上升到最高点后再下落一段)。
设物体抛出时的初速度是V₀ 。从抛出开始计时,t1=2秒,t2=3秒。
由于抛出3秒时间内出现了运动方向的改变,可确定上升阶段的时间小于3秒。
抛出2秒时相对抛出点的位移是
S1=V₀*t1-(g*t1²/2)
抛出3秒时相对抛出点的位移是
S2=V₀*t2-(g*t2²/2)
那么第三秒内的位移是
⊿S=S2-S1
=V₀*(t2-t1)-[g*(t2²-t1²)/2]
上升阶段的时间T=V₀/g ,上升的最大高度是
H=V₀²/(2g)
前2秒是一直上升的,上升距离为S2 。在3秒时间内,有T的时间上升距离H,还有一点时间下落,下落的距离为L,得 L=g*(t2-T)²/2 。
第三秒内通过的路程是 (H-S1)+L 。
由题意可得 (H-S1)+L=2.5+绝对值⊿S ,即
[V₀²/(2g)]-[V₀*t1-(g*t1²/2)]+[g*(t2-T)²/2]=2.5+绝对值{V₀*(t2-t1)-[g*(t2²-t1²)/2]}
把 t1=2秒,t2=3秒,g=10米/秒² 代入,可得关于V₀的方程式为
3V₀²-380*V₀+1600-40*绝对值(V₀-25)=0 ,V₀单位是 米/秒 。
接着分为 V₀≥25 和 V₀<25 把上述方程简化求解。这里略过,谢谢。
设物体抛出时的初速度是V₀ 。从抛出开始计时,t1=2秒,t2=3秒。
由于抛出3秒时间内出现了运动方向的改变,可确定上升阶段的时间小于3秒。
抛出2秒时相对抛出点的位移是
S1=V₀*t1-(g*t1²/2)
抛出3秒时相对抛出点的位移是
S2=V₀*t2-(g*t2²/2)
那么第三秒内的位移是
⊿S=S2-S1
=V₀*(t2-t1)-[g*(t2²-t1²)/2]
上升阶段的时间T=V₀/g ,上升的最大高度是
H=V₀²/(2g)
前2秒是一直上升的,上升距离为S2 。在3秒时间内,有T的时间上升距离H,还有一点时间下落,下落的距离为L,得 L=g*(t2-T)²/2 。
第三秒内通过的路程是 (H-S1)+L 。
由题意可得 (H-S1)+L=2.5+绝对值⊿S ,即
[V₀²/(2g)]-[V₀*t1-(g*t1²/2)]+[g*(t2-T)²/2]=2.5+绝对值{V₀*(t2-t1)-[g*(t2²-t1²)/2]}
把 t1=2秒,t2=3秒,g=10米/秒² 代入,可得关于V₀的方程式为
3V₀²-380*V₀+1600-40*绝对值(V₀-25)=0 ,V₀单位是 米/秒 。
接着分为 V₀≥25 和 V₀<25 把上述方程简化求解。这里略过,谢谢。
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