题目
一篮球从高(h)_(1)=3.9m处由静止开始下落,经(t)_(1)=1s落到地面时速度为(v)_(1)=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为triangle t=0.1s,然后以(v)_(2)=6m/s的速度反弹,经(t)_(2)=0.5s到达最高点(h)_(2)=1.5m处。求:(1)篮球下落过程的平均速度大小和方向;(2)篮球与地面碰撞过程中的加速度大小和方向.
一篮球从高${h}_{1}=3.9m$处由静止开始下落,经${t}_{1}=1s$落到地面时速度为${v}_{1}=8m/s$,篮球与地面碰撞的时间为$\triangle t=0.1s$,然后以${v}_{2}=6m/s$的速度反弹,经${t}_{2}=0.5s$到达最高点${h}_{2}=1.5m$处。求:
(1)篮球下落过程的平均速度大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中的加速度大小和方向.
题目解答
答案
解析:本题考查平均速度和加速度的计算.(1)篮球下落过程的平均速度大小为v=h/t1=3.9m/s,方向竖直向下.(2)取竖直向下为正方向,篮球与地面碰撞过程中的加速度为a=v2-v1/△t=-140m/s2,负号表示加速度方向与正方向相反,即竖直向上.
答案:(1)3.9m/s,方向竖直向下(2)140m/s2,方向竖直向上
答案:(1)3.9m/s,方向竖直向下(2)140m/s2,方向竖直向上
解析
考查要点:本题主要考查平均速度和加速度的计算,需注意方向的处理。
解题思路:
- 平均速度:直接利用位移与时间的比值计算,方向与位移方向一致。
- 加速度:需明确速度变化的方向,通过速度变化量与时间的比值计算,注意碰撞过程速度方向的变化。
关键点:
- 平均速度公式:$\bar{v} = \frac{\Delta h}{\Delta t}$。
- 加速度公式:$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$,碰撞前后速度方向相反时需取反符号。
第(1)题
平均速度大小:
篮球下落的位移为$h_1 = 3.9 \, \text{m}$,时间$t_1 = 1 \, \text{s}$,代入公式:
$\bar{v} = \frac{h_1}{t_1} = \frac{3.9}{1} = 3.9 \, \text{m/s}.$
方向:
位移方向竖直向下,因此平均速度方向竖直向下。
第(2)题
速度变化量:
取竖直向下为正方向,碰撞前速度$v_1 = 8 \, \text{m/s}$,碰撞后速度$v_2 = -6 \, \text{m/s}$(方向向上),速度变化量为:
$\Delta v = v_2 - v_1 = -6 - 8 = -14 \, \text{m/s}.$
加速度大小:
碰撞时间$\Delta t = 0.1 \, \text{s}$,代入公式:
$a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{-14}{0.1} = -140 \, \text{m/s}^2.$
方向:
负号表示加速度方向与正方向相反,即竖直向上。