Question

8．將一只蘋果水平拋出，蘋果在空中依次飛過三個完全相同的窗戶1、2、3，圖中曲線為蘋果在空中運行的軌跡，不計空氣阻力．下列說法正確的是（　�。�

• A． 蘋果通過第1個窗戶所用的時間最短
• B． 蘋果通過第3個窗戶的過程中，豎直方向的平均速度最小
• C． 蘋果通過第1個窗戶的過程中，重力做功最多
• D． 蘋果通過第3個窗戶的過程中，重力的平均功率最大

Answer 1

分析 蘋果做平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，在豎直方向運動速度越來越大，但窗戶的高度一樣，因此時間越來越短，然后分別選用平均速度公式、功的公式、平均功率公式分析判斷．

解答 解：A、蘋果在豎直方向上做自由落體運動，速度越來越大，1、2、3個窗戶的高度一樣，則蘋果通過三個窗戶所用的時間越來越長，那么蘋果通過第1個窗戶所用的時間最長，故A錯誤．
B、設通過窗戶的位移與水平方向的夾角為θ，窗戶高h，水平速度v_x，則通過窗戶的位移為 l=$\frac{h}{sinθ}$，通過窗戶的水平位移為 x=$\frac{h}{tanθ}$，通過窗戶的平均速度為：$\overline{v}$=$\frac{l}{t}$=$\frac{\frac{h}{sinθ}}{\frac{\frac{h}{tanθ}}{{v}_{x}}}$=$\frac{{v}_{x}}{cosθ}$，由1到3窗戶θ變大，cosθ變小，v_x不變，平均速度變大，所以蘋果通過第3個窗戶的過程中，豎直方向的平均速度最大．故B錯誤．
C、蘋果通過三個窗戶時的豎直位移h一樣，由功的公式W=mgh知，通過三個窗戶重力做功一樣多，故C錯誤．
D、蘋果通過三個窗戶時重力做功一樣多，第3個窗戶通過的時間短，由平均功率公式$\overline{P}=\frac{W}{t}$知，蘋果通過第3個窗戶重力的平均功率最大，故D正確．
故選：D

點評 解答本題抓住蘋果通過三個窗戶時的高度一樣，運用運動分解的思想知蘋果豎直方向做勻加速直線運動，判斷出通過的時間是關鍵．