例1.( 2019全国I卷?18)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A.1<<2 B.2<<3
C.3<<4 D.4<<5
【答案】C
【解析】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动。则根据初速度为零匀加速运动,相等相邻位移时间关系:t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶(2-)∶…∶(-),可知==2+,即3<<4,故选项C正确。
【点睛】本题主要考察匀变速直线运动的基本规律,解答本题要掌握初速度为零的匀加速直线运动中,通过连续相等的位移所用时间之比,同时注意逆向思维的应用。
例2.(2020全国I卷?24)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度,已知飞机质量为1.21×105 kg时,起飞离地速度为66 m/s;装载货物后质量为1.69×105 kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1521 m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
【解析】(1)空载起飞时,升力正好等于重力:kv12=m1g
满载起飞时,升力正好等于重力:kv22=m2g
由上两式解得:v2=78 m/s。
(2)满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动,所以
v22=2ax
v2=at
解得:a=2 m/s2,t=39 s。
【点睛】本题结合牛顿第二定律的综合应用考查匀变速直线运动的位移和速度公式,涉及的物理过程比较复杂,弄清楚运动情况和受力情况是解题的关键。