高中物理

在地面上以初速度2v0竖直上抛一个物体后,又以初速度v0从同地点竖直上抛另一个物体,若要使得两个物体能在空中相遇,则两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件?

在地面上以初速度2V0竖直上抛一物体后,又以初速V0同地点竖直上抛另一物体,若要使两物体在空中相遇,则抛出两物体的时间间隔T必须满足什么条件?(√3-1)*(V0/g)≤T<(4V0/g)

满足的条件有三:
(一),必须是初速度2V0的物体达到最高点后下降的途中和后面的球相遇。为什么呢?
如果是上升途中相遇是不可能的,因为这种情况两者的加速度一样,相对来看,就相当于两个物体都没有加速度,分别以2V0,V0做向上的匀速直线运动,无论时间间隔多么大,两者永远不可能相遇。
(二)最小时间间隔的临界点必须是第二个物体刚好上升到最高点,速度减小为零的时候,而第一个物体刚好落到这里和它相遇。为什么呢?
第一个物体的最大行程H=(2V0)^2/2g,
第二个物体的最大行程h=(V0)^2/2g
显然,第一个物体的行程要比第二大,第一个物体最起码要达到第二个物体比较小的行程范围之内,才有相遇的机会。

而第二个物体的最高点就是这个临界点,下面我们求这个点的时间时隔:
设从第二个物体出发到两者相遇的时间和t,设这段距离为H1
则第一个物体从第二个物体出发到相遇也走了时间t(相遇等时性),设这段距离为H2

那么我们要求的就是第一个物体从抛出去达到最高点,然后再下降到离地面(H1+H2)高度时所用的时间。

第一个物体走完H2所用的时间:
V0/g(等于第二个物体走完H1所用的时间)

H1=V0^2/(2g)
第一个物体从地面到高空单程的距离H=(2V0)^2/2g=4*H1
设物体从最高点到离地面H1这点的高度为H3=H-H1
(H-H1)/H=3/4,
可H3为第一个物体单程的3/4,
又H3=1/2*g*(t3)^2
H=1/2*g*(t单程)^2
H3/H=[(t3)^2]/[(t单程)^2]=3/4=[(t3)/(t单程)]^2
得:(t3)/(t单程)= (√3)/2

t单程=2V0/g
得t3=(√3)/2*t单程=[(√3)/2]*[2V0/g]=[(√3)V0]/g

得第一个物体走完H1所用的时间为:t单程-t3= (2-√3)*(V0/g)
得第一个物体走完H1+H2所用的时间为:
V0/g+(2-√3)*(V0/g)= (3-√3)*(V0/g)
所求临界时间间隔为:(2V0)/g-(3-√3)*(V0/g)= (√3-1)*(V0/g)

(三)第三个条件,时间间隔必须小于,第一个物体走完全程所用的时间:T<[(2V0)/g]*2=(4V0)/g

综合以上三点,得所求的T范围为(√3-1)*(V0/g)≤T<(4V0/g)

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/73152463.html?si=3

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第1个回答  2009-02-28
设第二个物体上抛t时间后相遇,则相遇点距离地面(v0t-1/2*g*t^2),
而第一个物体上抛的最高点距地面2*(v0)^2/g,上升时间为2v0/g
因此可以设第二个物体下落时间t2后和第二个物体相撞,
设间隔时间为t3
t3+t=2v0/g+t2求出t和t2的关系
然后代入下式
1/2*g*(t2)^2+(v0t-1/2*g*t^2)=2*(v0)^2/g写成t和t3的关于t的方程
根据这个方程有解,根的判别式来求出t3的大小范围本回答被提问者采纳
第2个回答  2009-02-28
大于V0/g
选取第一个物体为参考系,第二个物体相对它的速度需大于0,才可以接近。
还要小于4V0/g,应为超过这个时间第一个物体就落到抛出点下面了。
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