一个氢气球以20m/s的速度匀速从地面竖直上升,2s末一重物从气球上脱离,请问:

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  • 解题思路:(1)根据匀速直线运动的位移公式求出2s内上升的高度,结合速度时间公式求出重物上升到最高点的时间,通过位移时间公式求出上升到最高点的位移,从而得出重物最高可以上升的高度.(2)重物上升到最高点后做自由落体运动,根据高度求出自由落体运动的时间,结合竖直上升的时间,求出物体脱离气球落回地面的时间.

    (1)重物离开氢气球前随气球上升的距离为h1=v0t1=20×2m=40m

    从离开氢气球开始重物做匀减速直线运动:

    由v=v0+at2=v0+(-g)t2得t2=

    v−v0

    −g=

    0−20

    −10s=2s

    此时间内上升的距离为h2=v0t2+

    1

    2(−g)

    t22=[20×2+

    1

    2×(−10)×22]m=20m

    所以最高处离地面的距离为h=h1+h2=60m

    (2)重物从最高处自由下落:由h=

    1

    2gt32可知下落时间t3=

    2h

    g=

    2×60

    10s=2

    3s,

    所以从脱离气球到回落到地面用时t=t2+t3=(2+2

    3)s.

    答:(1)重物最高可以上升到距离地面60m.

    (2)重物从氢气球上掉下后经(2+2

    3)s时间落回地面.

    点评:

    本题考点: 匀变速直线运动的速度与时间的关系.

    考点点评: 解决本题的关键知道重物离开气球后做竖直上抛运动,掌握处理竖直上抛运动的方法,可以分段分析求解,可以对全过程运用运动学公式进行求解.