如图排球场,L=9m,球网高度为H=2m,运动员站在网前s=3m处,正对球网跳起将球水平击出,球大小不计,取重...
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问题详情:
如图排球场,L=9m,球网高度为H=2m,运动员站在网前s=3m处,正对球网跳起将球水平击出,球大小不计,取重力加速度为g=10m/s.
(1)若击球高度为h=2.5m,为使球既不触网又不出界,求水平击球的速度范围;
(2) 当击球点的高度h为何值时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是出界?
【回答】
(1)3m/s<v≤12m/s(2)2.13m
【解析】
(1)排球飞出后做平抛运动,抓住两个临界情况,即刚好不触网和不越界,由竖直高度可确定时间,根据水平位移可求得排球的速度范围;
(2)抓住临界状态,即此时既不触网也不越界,结合平抛运动的规律求出临界高度.
【详解】
(1)当球刚好不触网时,根据h1−h=gt12,解得:,则平抛运动的最小速度为:.当球刚好不越界时,根据h1=gt22,解得: ,则平抛运动的最大速度为:,则水平击球的速度范围为3m/s<v≤12m/s.
(2)设击球点的高度为h.当h较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,情况是球刚好擦网而过,落地时又恰压底线上,则有:,
其中x1=12m,x2=3m,h=2m, 代入数据解得:h=2.13m, 即击球高度不超过此值时,球不是出界就是触网.
【点睛】
本题考查平抛运动在生活中应用,要通过分析找出临界条件,由平抛运动的规律即可求解.
知识点:实验:探究平抛运动的特点
题型:解答题