Question

【題目】中國(guó)女排在2016年奧運(yùn)會(huì)上奪得冠軍．圖示為排球場(chǎng)地示意圖，排球場(chǎng)長(zhǎng)18.0m，寬9.0m．某運(yùn)動(dòng)員跳起將球垂直網(wǎng)面水平拍出，扣球點(diǎn)離地面的高度為2.45m，離球場(chǎng)中線的水平距離為1.0m，排球直接落到距端線3.0m處的屆內(nèi)．排球的質(zhì)量為260g，可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，取地面為零勢(shì)能面，重力加速度g=10m/s2 ， 求：

（1）扣球時(shí)，排球水平飛出的速度大小v0；
（2）排球落地前瞬間的機(jī)械能E
（3）排球落地前瞬間重力的功率P．

Answer 1

【答案】
（1）

由題意知排球運(yùn)動(dòng)的水平位移為：x=9.0m+1.0m﹣3.0m=7.0m，

水平方向有：x=v0t

豎直方向上有：h=

代入數(shù)據(jù)解得：v0=10m/s

答：扣球時(shí)，排球水平飛出的速度大小是10m/s；

（2）

排球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則：E=mgh+ 代入數(shù)據(jù)解得：E=19.37J

答：排球落地前瞬間的機(jī)械能是19.37J；

（3）

排球落地的豎直方向的瞬時(shí)速度：vy=gt排球落地前瞬間重力的功率為：P=mgvy

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得：P=18.2W

答：排球落地前瞬間重力的功率P是18.2W．

【解析】（1）由幾何關(guān)系求出排球在水平方向的位移，然后結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的公式即可求出初速度；（2）排球落地時(shí)的機(jī)械能與開(kāi)始時(shí)的機(jī)械能是相等的，由機(jī)械能守恒即可求出；（3）由速度公式求出排球落地時(shí)豎直方向的分速度，然后由瞬時(shí)功率的表達(dá)式即可求出．
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)，掌握特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)即可以解答此題．