Question

從離地H高處自由下落小球a，同時(shí)在它正下方H處以速度V豎直上拋另一小球b，不計(jì)空氣阻力，有（ ）：
（1）若V＞，小球b在上升過程中與a球相遇； 
（2）若V＜，小球b在下落過程中肯定與a球相遇；
（3）若V=，小球b和a不會(huì)在空中相遇；
（4）若V=，兩球在空中相遇時(shí)b球速度為零．
A．只有（2）是正確的
B．（1）（2）（3）是正確的
C．（1）（3）（4）正確的
D．（2）（4）是正確的

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)位移時(shí)間公式分別求出a和b的位移大小，兩物體在空中相碰，知兩物體的位移之和等于H，再結(jié)合相遇的時(shí)間小于b落地的時(shí)間，
求出在空中相遇時(shí)b的初速度v應(yīng)滿足的條件．
（2）要使乙在下落過程中與甲相碰，則運(yùn)行的時(shí)間大于乙上升的時(shí)間小于乙上升和下落的總時(shí)間．根據(jù)時(shí)間的關(guān)系，求出速度的范圍．
解答：解：：（1）設(shè)經(jīng)過時(shí)間t甲乙在空中相碰，甲做自由落體運(yùn)動(dòng)的位移
①
乙做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的位移②
由幾何關(guān)系  H=h₁+h₂   ③
聯(lián)立①②③解得
t=④
b小球上升的時(shí)間
（1）若V＞，則
而相遇時(shí)間t，所以，小球b在上升過程中與a球相遇，故（1）正確；
若V=，，相遇時(shí)間t==，此時(shí)b球剛上升到最高點(diǎn)，速度為零，故（4）正確；
（2）在乙下落過程中，甲乙相遇應(yīng)滿足，則：，故（2）錯(cuò)誤；
（3）設(shè)乙拋出后經(jīng)過時(shí)間t_max落地，根據(jù)速度-時(shí)間關(guān)系有tmax=⑤
甲乙在空中相遇應(yīng)滿足  0＜t＜t_max     ⑥
聯(lián)立④⑤⑥解得  
若V=，則小球b和a不會(huì)在空中相遇，故（3）正確；
故選C．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道兩物體在空中相碰，兩物體的位移之和等于h，結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間的范圍，求出初始度的范圍．