Question

9．如图是用照相机所拍摄的某小球在水中下落的一张频闪照片．已知水池壁上每块瓷砖的高度为h cm，闪光灯每隔ts 时间闪亮一次（即拍摄一次）．观察照片，请你根据此图片分析解答以下问题：
①小球从A位置到D位置的运动是什么性质的运动？为什么？该过程的平均速度是多少cm/s？
②小球从B位置到D位置的运动是匀速运动吗？为什么？
③小球通过D点时的速度为多少cm/s？小球此时受到哪两个方向的力？这两个力的大小、方向有什么关系？

Answer 1

分析 （1）根据图片，比较小球在相同时间内运动的距离判断其从A位置到D位置、从B位置到D位置的运动性质；
（2）利用速度公式计算小球从A位置到D位置、小球通过D点时的速度；
（3）分析小球D点时的受力情况，然后判断两个力是平衡力，进而得出这两个力的大小、方向关系．

解答 解：
①由图可知，小球从A位置到D位置的过程中，相等时间内通过的距离不相等，所以小球从A位置到D位置做变速运动；
该过程的平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4hcm}{3ts}$=$\frac{4h}{3t}$cm/s；
②观察图片可知，小球从B位置到D位置的过程中，相等时间内通过的距离相等，所以小球从B位置到D位置做匀速运动；
③小球在BD段做匀速运动，则小球通过D点时的速度等于BD段的平均速度，
即v′=$\frac{2hcm}{2ts}$=$\frac{h}{t}$cm/s；
小球此时受到竖直向下的重力和水给它竖直向上的阻力，这两个力是一对平衡力，所以大小相等、方向相反．
答：①小球从A位置到D位置的运动是变速运动；因为小球从A位置到D位置的过程中，相等时间内通过的距离不相等；该过程的平均速度是$\frac{4h}{3t}$cm/s；
②小球从B位置到D位置的运动是匀速运动；因为小球从B位置到D位置的过程中，相等时间内通过的距离相等；
③小球通过D点时的速度为$\frac{h}{t}$cm/s；小球此时受到竖直向下的重力和水给它竖直向上的阻力；这两个力大小相等、方向相反．

点评 此题考查速度公式及其应用、同时考查平衡力的辨别，需要注意的是：物体进行变速运动时，物体平均速度不能确定任一点的速度，物体进行匀速运动时，物体的速度等于任一点的速度．