Question

【題目】如圖所示，排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18 m，設(shè)球網(wǎng)高度為2 m，運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng)3 m的線上，正對(duì)網(wǎng)向上跳起將球水平擊出．(不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2)

(1)設(shè)擊球點(diǎn)在3 m線正上方高度為2.5 m處，試問擊球的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不越界？

(2)若擊球點(diǎn)在3 m線正上方的高度小于某個(gè)值，那么無論擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是越界，試求這個(gè)高度．

Answer 1

【答案】（1）（2）小于2.13 m

【解析】

(1)如圖甲所示，設(shè)球剛好擦網(wǎng)而過，則擊球點(diǎn)到擦網(wǎng)點(diǎn)的水平位移x1＝3 m，豎直位移y1＝h2－h1＝(2.5－2) m＝0.5 m

根據(jù)位移關(guān)系x＝vt，，可得，代入數(shù)據(jù)可得m/s，即所求擊球速度的下限．

設(shè)球剛好打在邊界線上，則擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移x2＝12 m，豎直位移y2＝h2＝2.5 m，代入速度公式，

可求得m/s，即所求擊球速度的上限．欲使球既不觸網(wǎng)也不越界，則擊球速度v應(yīng)滿足m/s<v≤m/s.

(2)設(shè)擊球點(diǎn)高度為h3時(shí)，球恰好既觸網(wǎng)又壓線，如圖乙所示

設(shè)此時(shí)球的初速度為v3，擊球點(diǎn)到觸網(wǎng)點(diǎn)的水平位移x3＝3 m，豎直位移y3＝h3－h1＝h3－2 m

代入速度公式可得；

同理對(duì)壓線點(diǎn)有x4＝12 m，y4＝h3，代入速度公式

得.

聯(lián)立解得h3≈2.13 m，即當(dāng)擊球高度小于2.13 m時(shí)，無論球被水平擊出的速度多大，球不是觸網(wǎng)，就是越界．