1.物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
2.物体只在重力的作用下,以某一初速度沿竖直t向上抛出的运动叫做竖直上抛运动
例 某人站在高楼的平台边缘,以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子。不考虑空气阻力,取g=10 m/s2。求:
(1)石子上升的最大高度及回到抛出点所用的时间;
(2)石子抛出后到达距抛出点下方20 m处所需的时间。
【解析】 解法一:(1)上升过程为匀减速直线运动,取竖直向上为正方向,v0=20 m/s,a1=-g,v=0,根据匀变速直线运动公式v2-v=2ax,v=v0+at得
石子上升的最大高度H=== m=20 m
上升时间t1=== s=2 s
下落过程为自由落体运动,取竖直向下为正方向。v0′=0,a2=g,回到抛出点时,x1=H,根据自由落体运动规律得
下落到抛出点的时间t2== s=2 s
t=t1+t2=4 s
所以最大高度H=20 m,从抛出点抛出到回到抛出点所用时间为4 s。
(2)到达抛出点下方20 m处时,x2=40 m,从最高点下落到抛出点下方20 m处所需的时间
t2′== s=2 s
t′=t1+t2′=(2+2) s
所以石子抛出后到达距抛出点下方20 m处所需的时间为(2+2) s。
解法二:(1)全过程分析,取竖直向上为正方向,v0=20 m/s,a=-g,到达最大高度时v=0,回到原抛出点时x1=0,落到抛出点下方20 m处时x=-20 m,由匀变速直线运动公式得
最大高度H=== m=20 m
回到原抛出点时,x1=v0t1-gt,t1== s=4 s
(2)到达距抛出点下方20 m处时,x=v0t2-gt,代入数据得-20=20t2-×10t
解得
【答案】 (1)20 m,4 s (2)(2+2)s