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4.物体做竖直上抛运动,在落回抛出点时该物体的速率是30m/s,那么物体(g取10m/s2)(  )
A.由抛出到落回抛出点的时间是6s
B.只有在2s末时经过40m高处
C.经过25m高处时的瞬时速率只能是20 m/s
D.第3s内的平均速度与第3.5s时的瞬时速度相等

分析 竖直上抛运动是初速度向上,只受重力的运动,根据牛顿第二定律可知,加速度为g,竖直向下,根据运动学公式直接列式求解即可.

解答 解:A、竖直上抛运动是初速度向上,只受重力的运动,根据对称性可知,初速度与落地时速度大小相等,方向相反,则初速度大小为30m/s;则上升的时间为:t=$\frac{{v}_{0}}{g}$=$\frac{30}{10}=3s$,所以下落的时间也为3s,则由抛出到落回抛出点的时间是6s,故A正确;
B、根据h=v0t-$\frac{1}{2}$gt2=40m得:t=2s或t=4s,故B错误;
C、根据-2gh=${v}^{2}-{v}_{0}^{2}$,得:-2×10×25=v2-900;
解得:v=20m/s;故速度大小为20m/s,故C正确;
D、第3s内的平均速度与2.5s内的平均速度相同;故D错误;
故选:AC.

点评 竖直上抛运动的上升过程是匀减速运动过程,下降过程是自由落体运动过程,整个过程加速度不变,是匀变速运动过程,可以全程列式,也可以分段列式.

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(3)某同学受到上述装置的启发,设计了进一步提高制动效果的方案如下,将电磁铁换成多个并在一起的永磁铁组,两个相邻的磁铁磁极的极性相反,且将线圈改为连续铺放,相邻线圈接触紧密但彼此绝缘,如图丙所示,若永磁铁激发的磁感应强度恒定为B2,模型车质量m1及开始减速的初速度v0均不变,试通过必要的公式分析这种设计在提高制动能力上的合理性.

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