Question

9．如圖是用照相機所拍攝的某小球在水中下落的一張頻閃照片．已知水池壁上每塊瓷磚的高度為h cm，閃光燈每隔ts 時間閃亮一次（即拍攝一次）．觀察照片，請你根據此圖片分析解答以下問題：
①小球從A位置到D位置的運動是什么性質的運動？為什么？該過程的平均速度是多少cm/s？
②小球從B位置到D位置的運動是勻速運動嗎？為什么？
③小球通過D點時的速度為多少cm/s？小球此時受到哪兩個方向的力？這兩個力的大小、方向有什么關系？

Answer 1

分析 （1）根據圖片，比較小球在相同時間內運動的距離判斷其從A位置到D位置、從B位置到D位置的運動性質；
（2）利用速度公式計算小球從A位置到D位置、小球通過D點時的速度；
（3）分析小球D點時的受力情況，然后判斷兩個力是平衡力，進而得出這兩個力的大小、方向關系．

解答 解：
①由圖可知，小球從A位置到D位置的過程中，相等時間內通過的距離不相等，所以小球從A位置到D位置做變速運動；
該過程的平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4hcm}{3ts}$=$\frac{4h}{3t}$cm/s；
②觀察圖片可知，小球從B位置到D位置的過程中，相等時間內通過的距離相等，所以小球從B位置到D位置做勻速運動；
③小球在BD段做勻速運動，則小球通過D點時的速度等于BD段的平均速度，
即v′=$\frac{2hcm}{2ts}$=$\frac{h}{t}$cm/s；
小球此時受到豎直向下的重力和水給它豎直向上的阻力，這兩個力是一對平衡力，所以大小相等、方向相反．
答：①小球從A位置到D位置的運動是變速運動；因為小球從A位置到D位置的過程中，相等時間內通過的距離不相等；該過程的平均速度是$\frac{4h}{3t}$cm/s；
②小球從B位置到D位置的運動是勻速運動；因為小球從B位置到D位置的過程中，相等時間內通過的距離相等；
③小球通過D點時的速度為$\frac{h}{t}$cm/s；小球此時受到豎直向下的重力和水給它豎直向上的阻力；這兩個力大小相等、方向相反．

點評 此題考查速度公式及其應用、同時考查平衡力的辨別，需要注意的是：物體進行變速運動時，物體平均速度不能確定任一點的速度，物體進行勻速運動時，物體的速度等于任一點的速度．