题目
如图所示,竖直悬挂一根长15m的直杆,在杆的正下方距杆下端5m处有一观察点A,当杆自由下落时,-|||-(g取 /(s)^2, 则杆全部通过A点所需的时间为 ()-|||-∠-|||-不-|||-15m-|||-5m-|||-不A-|||-A ls B.2s C.3s D.4s

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查自由落体运动的时间计算,需要明确物体不同位置到达指定点的时间差。
解题核心思路:
- 确定关键点:杆的下端和顶端到达观察点A的时间差即为杆全部通过A点的时间。
- 应用自由落体公式:利用位移公式 $h = \dfrac{1}{2}gt^2$ 计算两个时间,再求差。
破题关键:
- 下端到达A点:需下落 $h_1 = 5\ \text{m}$。
- 顶端到达A点:需下落 $h_2 = 5\ \text{m} + 15\ \text{m} = 20\ \text{m}$。
- 时间差:$t_2 - t_1$ 即为所求。
步骤1:计算下端到达A点的时间 $t_1$
根据自由落体公式:
$t_1 = \sqrt{\dfrac{2h_1}{g}} = \sqrt{\dfrac{2 \times 5}{10}} = \sqrt{1} = 1\ \text{s}$
步骤2:计算顶端到达A点的时间 $t_2$
顶端需下落总距离 $h_2 = 20\ \text{m}$:
$t_2 = \sqrt{\dfrac{2h_2}{g}} = \sqrt{\dfrac{2 \times 20}{10}} = \sqrt{4} = 2\ \text{s}$
步骤3:求时间差
杆全部通过A点的时间为:
$t_2 - t_1 = 2\ \text{s} - 1\ \text{s} = 1\ \text{s}$