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在28届希腊雅典奥运会中,我国代表团成绩取得历史性的突破,国人为之振奋,尤其是我们的国球,具有强大的实力.国际乒联为了降低乒乓球的飞行速度,增加乒乓球比赛的观赏性.自从1996年国际乒联接受了一项对乒乓球大小改革的提案,提案要求球的质量不变,把球的直径从原来的38mm改为40mm.此次奥运比赛就是采用40mm的大球.又根据中国乒协调研组在网上提供的资料可知:运动员用38mm球比赛时,平均击球速度为30m/s,球在球台上方飞行平均速度是20m/s,球在飞行时空气对球的阻力与球的直径的平方成正比.若球的运动近似看成水平方向作直线运动.
问:(1)小球和大球的加速度之比?
(2)改用大球后球在球台上的飞行时间约为原来的几倍?
(1)将乒乓球在空中的飞行过程大致看成一个匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,结合阻力与球的直径的平方成正比求出小球和大球的加速度之比. (2)结合运动学公式求出换成大球后离开台子的末速度,根据速度时间公式求出求出运行的时间之比. 【解析】 (1)将乒乓球在空中的飞行过程大致看成一个匀减速直线运动,根据题意,球在飞行中受到的空气阻力与球的直径平方成正比,则 小球和大球受到的摩擦力之比为, 即加速度之比为1:1.11; (2)又由运动员的平均击球速度为30m/s,可知不管大球小球被运动员击球后所具有的初速度均为30m/s,而再由小球在球台上方飞行的平均速度是20m/s, 根据,可得小球飞行到球台另一端的末速度为V末=2×20-30=10m/s, 换成大球后,球台长度不变,所以,大球在空中飞行的距离跟小球飞行的距离相同, 则,V末'为大球飞过球台的末速度,利用前后加速度大小的比值为1:1.11, 可解得V末'≈3.46m/s, 则小球、大球它们的飞行时间之比为, 即大球在球台上的飞行时间约为原来的1.2倍. 答:(1)小球和大球的加速度之比为1:1.11. (2)改用大球后球在球台上的飞行时间约为原来的1.2倍.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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