理论教育 方程全面性,球向上抛有两次20米高度

方程全面性,球向上抛有两次20米高度

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:在前面的几道题中,我们根据题中的条件,对方程的两个解作了相应的处理。接下来,我们再看一个例子,在这里方程比解题的人考虑得更全面。这时,空气的阻力可以忽略不计,因为运动的物体的速度较小时,空气的阻力也非常小。接着,把h、v、g 的值代入关系式中,得到:化简后是:t2-5t+4=0解方程得到:因此,向上抛的球有两次处于距离初始位置20 米的高度,第一次是1 秒钟时,第二次是4 秒钟时。

方程全面性,球向上抛有两次20米高度

在前面的几道题中,我们根据题中的条件,对方程的两个解作了相应的处理。在第一道题中,去掉了负数解;在第二道题中,去掉了分数解;第三道题则不同,保留了两个解。当然,这样的例子还很多,这种结果不仅解题的人想不到,就连出题的人都一样。接下来,我们再看一个例子,在这里方程比解题的人考虑得更全面。

题:有个人把一个球往上抛,球的初速度是25 米/秒,请问:经过几秒钟球的高度距离初始位置20 米?

解:在不计空气阻力的情况下,向上抛的物体遵循力学中的关系式:

其中,h 代表的是物体上升的高度,v 是物体的初始速度,g 表示的是重力加速度,t 是物体运动的时间。

这时,空气的阻力可以忽略不计,因为运动的物体的速度较小时,空气的阻力也非常小。为了计算简单,我们取g 的近似值10 米/秒2,而不是用通常情况下的9.8 米/秒2(将会产生2%的误差)。接着,把h、v、g 的值代入关系式中,得到:

化简后是:(www.daowen.com)

t2-5t+4=0

解方程得到:

因此,向上抛的球有两次处于距离初始位置20 米的高度,第一次是1 秒钟时,第二次是4 秒钟时。

这种结果好像令人难以置信,超出了我们思考的范围,因此我们往往会把第二个结果去掉。但是,这种做法是错误的。因为第二个解和第一个解同样有意义,抛出的球的确会两次经过距离初始位置20 米高的地方,第一次是往上升的过程中,第二次是往下降的过程中。很容易算出,当球以25 米/秒的初速度抛出后,它运动2.5 秒后到达最高点,距离初始位置31.25 米。也就是说,1 秒钟时球到达距离初始位置20 米的高度时,还会继续往上运动1.5 秒。然后,用相同的时间回到离初始位置20 米的地方,再经过1 秒钟回到初始位置。

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