Question

16．在没有风的自然环境中，一个乒乓球从离地1m高的地方由静止开始下落，经过0.5s落地，落地后反弹．已知乒乓球的质量为2.7g，整个过程中所受的空气阻力大小不变．求：
（1）乒乓球落地时的速度多大？
（2）乒乓球受到的阻力多大？
（3）若乒乓球反弹时，速度大小变为原来的0.9，则球能反弹多高？

Answer 1

分析 （1）乒乓球下落的过程做匀加速直线运动，由位移等于平均速度与时间的乘积，求乒乓球落地时的速度．
（2）由动能定理列式，可求得乒乓球受到的阻力．
（3）对于反弹的过程，再运用动能定理求得反弹上升的高度．

解答 解：（1）设乒乓球落地时的速度为v．由 h=$\frac{v}{2}t$得：
v=$\frac{2h}{t}$=$\frac{2×1}{0.5}$=4m/s
（2）乒乓球下落的过程，由动能定理得：
mg-f=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-0
其中：m=2.7g=2.7×10^-3kg
解得乒乓球受到的阻力为：f=5.4×10^-3N
（3）对于反弹的过程，再运用动能定理得：
-mgh′-fh′=0-$\frac{1}{2}m（0.9v）^{2}$
解得球能反弹的高度为：h′=0.54m
答：（1）乒乓球落地时的速度是4m/s．
（2）乒乓球受到的阻力是5.4×10^-3N．
（3）若乒乓球反弹时，速度大小变为原来的0.9，则球能反弹0.54m．

点评 本题关键是明确乒乓球的受力情况和运动情况，灵活选择运动学公式，知道涉及力在空间的效果时要优先选择动能定理．