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把小球以初速度ν0=30 m/s竖直上抛,忽略空气阻力,4 s时小球运动的位移和路程分别是(  )(取g=10 m/s2)

  • A.40 45 m
  • B.40 m,50 m
  • C.45 m,40 m
  • D.50 m,40 m

正确答案及解析

正确答案
B
解析

本题的考点是竖直上抛运动,用竖直上抛运动的有关公式解题. 解本题的关键是区别位移和路程的不同概念.位移是矢量,既有大小又有方向;路程只有大小.位移的大小是物体运动的起始点到终止点之间的直线距离,而路程是物体运动中所经过的轨道的长度.

竖直上抛运动可以分成上升和下落两个过程,运动的转折点是最高点.在上升阶段中,位移

的大小等于路程,在下落阶段中两者并不相等.这一点比较容易失误,考生务必注意·在解这类试题时应先判断物体是在上升过程还是在下落过程.

根据竖直上抛运动的公式,物体的上升时间为

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代入题给数值得

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由此可知4 s时物体处于下落过程,位移的大小与路程不相等.

由竖直上抛运动的位移公式得

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代入已知数值得

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由此可以排除C、D 物体的路程为上升的路程和下落时的路程之和,即

s=s上+s下 显然s上=H,物体下落时做自由落体运动,运动的时间为

t下=t-t上=4 s-3 s=1 s

按照自由落体运动的公式知

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竖直上抛运动上升的高度为

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因此物体在4 s时运动的路程为

s=H+s下=45 m+5 m=50 m

故选B

显然,在计算s下时可以由H和h直接计算:

s下=H-h

故有

s=H+(H-h)=2H-h

=2×45 m-40 m=50 m

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