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16.2016年8月23日晚中国女排载誉归国,在首都机场,上千名球迷山呼海啸作诗赞颂.在与塞尔维亚决赛中河南郸城女孩朱婷在边界正上方h1处将排球沿中线水平向右击出,球刚.好过网落在图中进攻线位置,如图所示,排球网高为h2,球场边界离网的水平距离为S,进攻线离球网的距离为$\frac{S}{3}$,且S=9m,网高h2=2.24m,不计空气阻力,重力加速度为g.则下列说法中正确的是(  )
A.击球点高度h1与球网高度h2之间的关系为h1=$\frac{16}{7}$h2
B.若保持击球高度不变,球的初速度v0只要不大于$\sqrt{\frac{{2g{s^2}}}{h_1}}$,一定落在对方界内
C.任意降低击球高度(仍大于h2),只要击球初速度合适,球一定能落在对方界内
D.若击球高度h1=$\frac{4}{3}$h2,无论击球速度多大,球都不可能落在对方界内

分析 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,抓住分运动与合运动具有等时性,先求出水平位移为s和$\frac{3}{2}$s的时间比,从而知道下落h1-h2和下落h1所用的时间比,根据自由落体运动的规律求出击球点高度h1与球网高度h2之间的关系.保持击球高度不变,要想球落在对方界内,要既不能出界,又不能触网,从而求出初速度的范围.当降低击球的高度,低于某一个高度,速度大会出界,速度小会触网.增加击球高度,只要速度合适,球能落在对方界内.

解答 解:A、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,由x=v0t可知水平位移为s和$\frac{4}{3}$s的时间比3:4.在竖直方向上球做自由落体运动,根据h=$\frac{1}{2}g{t}_{\;}^{2}$,则$\frac{{h}_{1}^{\;}-{h}_{2}^{\;}}{{h}_{1}^{\;}}=\frac{9}{16}$,解得:h1=$\frac{16}{7}$h2.故A正确.
B、若保持击球高度不变,要想球落在对方界内,要既不能出界,又不能触网,根据h1=$\frac{1}{2}g{t}_{\;}^{2}$得:t1=$\sqrt{\frac{2{h}_{1}^{\;}}{g}}$.
则平抛运动的最大速度v0max=$\frac{2s}{{t}_{1}^{\;}}$=$\frac{s}{{h}_{1}^{\;}}\sqrt{2g{h}_{1}^{\;}}$.根据h1-h2=$\frac{1}{2}g{t}_{2}^{2}$
得:t2=$\sqrt{\frac{2({h}_{1}^{\;}-{h}_{2}^{\;})}{g}}$,则平抛运动的最小速度为:v0min=$\frac{s}{{t}_{2}^{\;}}$=s$\sqrt{\frac{g}{2({h}_{1}^{\;}-{h}_{2}^{\;})}}$.可知速度小于s$\sqrt{\frac{g}{2({h}_{1}^{\;}-{h}_{2}^{\;})}}$网球将下网.故B错误.
C、任意降低击球高度(仍大于h2),会有一临界情况,此时球刚好触网又刚好压界,若小于该临界高度,速度大会出界,速度小会触网,所以不是高度比网高,就一定能将球发到界内.故C错误.
D、设网球恰好既下网又不出界时击球点高度为H,网球运动时间为t,则有:H-h2=$\frac{1}{2}g(\frac{1}{2}t)_{\;}^{2}$,H=$\frac{1}{2}g{t}_{\;}^{2}$,则得:H=$\frac{4}{3}{h}_{2}^{\;}$,所以击球点高度在$\frac{4}{3}{h}_{2}^{\;}$以下,无论如何击球,球不是下网就是出界,故D正确;
故选:AD

点评 本题考查平抛运动的临界问题,关键掌握平抛运动的规律,抓住临界情况,运用运动学规律进行求解.

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