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水平地面上方有一木箱从某一高度处做自由落体运动。木箱内有一弹射装置,某时刻沿竖直方向向上弹射一质量为m的小球,设小球刚发射时相对于木箱的初速度为v0。假设小球对木箱的反冲忽略不计,木箱足够高,且在下列情形中一直未落地。关于小球运动的描述,下列说法正确的是()。

中学物理学科知识与教学能力,高分通关卷,2021年教师资格证《物理学科知识与教学能力》(初级中学)高分通关卷4

  • A.小球与木箱底面的最大距离为2V02/2g
  • B.小球相对于木箱组成的系统在发射前后动量守恒
  • C.小球相对于木箱始终以V0竖直向上做匀速直线运动
  • D.经过2V0/g的时间,小球再次落回木箱底面

正确答案及解析

正确答案
C
解析

选取地面为参考系,设t=0时刻,小球被弹射。此时木箱相对于地面的速度方向竖直向下,大小为v1。则木箱的v-t关系为v木=-v1-gt;小球的v-t关系为v球=v0-v1-gt。联立两式,得到小球相对于木箱始终以V0竖直向上做匀速直线运动,C项正确。在木箱落地之前,小球与木箱之间的距离一直增大,且不会落回木箱底面,A、D两项错误。小球与木箱组成的系统受重力作用,动量不守恒,B项错误。故本题选C:

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