Question

15．一個氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，氣球下面系著一個重物，氣球上升到下面的重物離地面120m時，系重物的繩斷了，問從這時算起，g=10m/s²，則
（1）重物經(jīng)過多少時間落到地面？
（2）重物著地速度大小為多少？

Answer 1

分析 （1）豎直上拋運動是勻變速直線運動，勻速上升的氣球上掉下一物體，做豎直上拋運動，根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式求出重物落到地面的時間；
（2）根據(jù)速度時間公式求出重物著地的速度．

解答 解：（1）規(guī)定向下為正方向，則x=120m，v₀=-10m/s，a=g=10m/s²．
上升階段，上升的最大高度為：
h₁=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}$=$\frac{1{0}^{2}}{2×10}$=5m
上升到最高點時間為：
t₁=$\frac{{v}_{0}}{g}$=$\frac{10}{10}$=1s
下落階段物體做自由落體，有：
h₁+h=$\frac{1}{2}g{{t}_{2}}^{2}$
解得：t₂=$\sqrt{\frac{2（h+{h}_{1}）}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×（120+5）}{10}}$=5s
故從繩斷開到重物落地的時間為：t=t₁+t₂=6s
（2）重物著地時的速度為：v=gt₂=10×5=50m/s
答：（1）重物經(jīng)過6s落地；
（2）落地的速度為50m/s．

點評 解決本題的關鍵知道豎直上拋運動的加速度不變，是勻變速直線運動．本題可以分段求解，也可以用全過程求解．