Question

15．網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員沿水平方向用力擊球，球離開球拍后的運(yùn)動(dòng)可以近似看成平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示．假設(shè)網(wǎng)球的質(zhì)量為m=0.1kg，擊球時(shí)，球離地面的高度h=2.45m，獲得的水平初速度大小v₀=20m/s，g取10m/s²．依題意求解：
（1）網(wǎng)球在空中飛行時(shí)間與初速度大小無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）； 
（2）擊球時(shí)網(wǎng)球獲得的動(dòng)能E_K0； 
（3）網(wǎng)球在空中飛行的時(shí)間t．

Answer 1

分析 （1）（3）網(wǎng)球初速度水平，做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)基本公式即可求出時(shí)間．
（2）根據(jù)動(dòng)能的定義即可求出動(dòng)能．

解答 解：（1）球的空中飛行的過程中，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)公式：h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
所以：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，與水平方向的初速度無關(guān)
（2）擊球時(shí)網(wǎng)球獲得的動(dòng)能：${E}_{k0}=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=\frac{1}{2}×0.1×2{0}^{2}=20$J
（3）運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×2.45}{10}}=0.7$s
答：（1）無關(guān)；
（2）擊球時(shí)網(wǎng)球獲得的動(dòng)能是20J； 
（3）網(wǎng)球在空中飛行的時(shí)間是0.7 s．

點(diǎn)評(píng) 網(wǎng)球初速度水平，做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由發(fā)球線離網(wǎng)的距離求出時(shí)間，再求解這段時(shí)間球下落的高度，來判斷網(wǎng)球是否能過網(wǎng)．根據(jù)H，求出網(wǎng)球平拋運(yùn)動(dòng)總時(shí)間，并求出水平位移，再求出網(wǎng)球的直接落地點(diǎn)離對(duì)方發(fā)球線的距離L．