Question

20．如圖甲所示，某人從樓房的窗口拋出一小物塊，恰好被曝光時間（光線進入相機鏡頭的時間）為0.2s的相機拍攝到，圖乙是物塊落地前0.2s時間內(nèi)所成的像（照片已經(jīng)放大且方格化），石塊將要落地時，由于時間短，可近似看成勻速運動，每個小方格代表的實際長度為1.0m，忽略空氣阻力，g=10m/s²，則（　�。�

• A． 物塊水平拋出的初速度大小約為5m/s
• B． 物塊將要落地時的速度大小約為16m/s
• C． 物塊拋出位置離地高度約為9.8m
• D． 物塊拋出位置離地高度約為12.8m

Answer 1

分析 石塊做平拋運動，石塊將要落地時，由于時間短，可近似看成勻速運動，根據(jù)石塊的像長度和時間，求出速度大�。�根據(jù)落地時照片，根據(jù)平均速度推論得出像中間時刻的瞬時速度，得出石塊從拋出點到該點的時間從而得出石塊從發(fā)射點到形成像的上端時間，根據(jù)位移時間公式求出形成的像上端離拋出點的豎直高度，從而得出物塊拋出位置離地的高度．

解答 解：A、石塊水平拋出的初速度大小v₀=$\frac{x}{t}$=$\frac{1}{0.2}m/s$═5 m/s，故A正確．
B、石塊將要落地時，由于時間短，可近似看成勻速運動，位移為s=1.0×$\sqrt{{1}^{2}+{3}^{2}}$=$\sqrt{10}$m，v=$\frac{s}{t}$=$\frac{\sqrt{10}}{0.2}$m/s≈16m/s，即石塊將要落地時的速度大小約為16m/s，故B正確；
CD、石塊在豎直方向的平均速度v_y=$\frac{△h}{t}$=$\frac{3}{0.2}$m/s=15 m/s，即形成的像中間時刻的瞬時速度，形成的像總時間為0.2 s，即從開始起經(jīng)0.1 s的瞬時速度為15m/s，可得石塊從拋出點至該點的時間t=$\frac{{v}_{y}}{g}$=1.5 s，所以石塊從發(fā)射點至形成的像上端所需時間：t_上=（1.5-0.1）s=1.4s，對應(yīng)形成的像上端離拋出點的豎直高度h=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$×10×1.42 m=9.8m，加上形成的像在圖片中的豎直高度3 m，h_總=12.8m，故C錯誤，D正確．
故選：ABD．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，采用估算的方法近似計算石塊落地時的速度．