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初速 20 米每秒上抛的最大高度
把小球以 20 米每秒的初速度竖直向上抛出,取 g 等于 10 米每二次方秒,求它上升的最大高度与总时间。
直接答案
最大高度 20 米,总时间 4 秒
分步解答
- h = v₀²/(2g) = 20²/(2×10) = 20上升过程末速为 0,由 v₀² = 2gh 得最大高度
- t = 2v₀/g = 2×20/10 = 4上升与下落时间相等,总时间是上升时间的 2 倍
为什么这样做
竖直上抛可以分成上升与下落两段对称的过程:上升末速为零,下落初速为零,两段时间相等、高度相等。所以求最大高度只需用速度位移关系,求总时间则是上升时间的两倍。用能量观点看,上升过程动能全部转成重力势能,同样得到最大高度。
常见错误
- 求总时间时只算了上升时间,忘了乘二。
- 把初速度按匀加速位移公式算高度,漏掉二分之一。
- 把重力加速度的正负号与运动方向混在一起,位移算出负值却直接当成高度。
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