题目内容

9.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出,第一只球落在自己一方场地的B点,弹跳起来后,刚好擦网而过,也落在A点,设球与地面的碰撞过程没有能量损失,且运动过程不计空气阻力,则两只球飞过球网C处时水平速度之比为(  )
A.1:1B.1:3C.3:1D.1:9

分析 第一、二两球被击出后都是作平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由于高度相同,两球被击出至各自第一次落地的时间是相等的.对于第一个球:球与地面的碰撞是完全弹性碰撞,撞地后弹起做斜抛运动,最大高度等于H,斜抛运动的时间等于被击出至各自第一次落地的时间的两倍.根据水平方向是匀速直线运动,研究出两个球的初速度关系,根据水平位移关系,研究初速度关系.

解答 解:由平抛运动的规律可知,两球分别被击出至各自第一次落地的时间是相等的.由于球与地面的碰撞是完全弹性碰撞,设第一球自击出到落地时间为t1,第二球自击出到落地时间为t2,则:t1=3t2
由于一、二两球在水平方向均为匀速运动,水平位移大小相等,设它们从O点出发时的初速度分别为v1、v2,由x=v0t得:
v2=3v1
所以有$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\frac{1}{3}$,所以两只球飞过球网C处时水平速度之比为1:3,故B正确.
故选:B

点评 本题是较为复杂的平抛运动问题,考查解决复杂物理问题的能力.对于斜抛运动,可以等效看成两个平抛运动组成的.难度适中.

练习册系列答案
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18.如图(a)所示,两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内,间距为d,它们的上端公共轨道部分保持竖直,下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连,底端置于绝缘水平桌面上.MM′、PP′(图中虚线)之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑(轨道其余部分光滑),并与水平方向均构成37°斜面,在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场,在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场Bx,其它区域无磁场.QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器(e、f为传感器的两条接线).另有长度均为d的两根金属棒甲和乙,它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=$\frac{1}{8}$.甲的质量为m、电阻为R;乙的质量为2m、电阻为2R.金属轨道电阻不计.

先后进行以下两种操作:
操作Ⅰ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧,从某处由静止释放,运动到底端NN′过程中棒始终保持水平,且与轨道保持良好电接触,计算机屏幕上显示的电压-时间关系图象U-t图如图(b)所示(图中U已知);
操作Ⅱ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧,在同一高度将两棒同时由静止释放.多次改变高度重新由静止释放,运动中两棒始终保持水平,发现两棒总是同时到达桌面.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)试求操作Ⅰ中甲到MM′的速度大小;
(2)试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量Q;
(3)试求右边轨道PP′以下的区域匀强磁场Bx的方向和大小.

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