Question

【题目】中国女排在2016年奥运会上夺得冠军．图示为排球场地示意图，排球场长18.0m，宽9.0m．某运动员跳起将球垂直网面水平拍出，扣球点离地面的高度为2.45m，离球场中线的水平距离为1.0m，排球直接落到距端线3.0m处的届内．排球的质量为260g，可视为质点，空气阻力不计，取地面为零势能面，重力加速度g=10m/s2 ， 求：

（1）扣球时，排球水平飞出的速度大小v0；
（2）排球落地前瞬间的机械能E
（3）排球落地前瞬间重力的功率P．

Answer 1

【答案】
（1）

由题意知排球运动的水平位移为：x=9.0m+1.0m﹣3.0m=7.0m，

水平方向有：x=v0t

竖直方向上有：h=

代入数据解得：v0=10m/s

答：扣球时，排球水平飞出的速度大小是10m/s；

（2）

排球运动过程中机械能守恒，则：E=mgh+ 代入数据解得：E=19.37J

答：排球落地前瞬间的机械能是19.37J；

（3）

排球落地的竖直方向的瞬时速度：vy=gt排球落地前瞬间重力的功率为：P=mgvy

代入数据联立得：P=18.2W

答：排球落地前瞬间重力的功率P是18.2W．

【解析】（1）由几何关系求出排球在水平方向的位移，然后结合平抛运动的公式即可求出初速度；（2）排球落地时的机械能与开始时的机械能是相等的，由机械能守恒即可求出；（3）由速度公式求出排球落地时竖直方向的分速度，然后由瞬时功率的表达式即可求出．
【考点精析】通过灵活运用平抛运动，掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动；运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动即可以解答此题．