2. 水上乐园有一末段水平的滑梯,人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示,滑梯顶端到末端的高度 $H = 4 . 0 \mathrm { m }$ ,末端到水面的高度 $h = 1 . 0 \mathrm { m }$ 。取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ,将人视为质点,不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为( )

参考答案
A【解析】【分析】
2021_省自主命题(海南)
2. 水上乐园有一末段水平的滑梯,人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示,滑梯顶端到末端的高度 $H = 4 . 0 \mathrm { m }$ ,末端到水面的高度 $h = 1 . 0 \mathrm { m }$ 。取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ,将人视为质点,不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为( )

A【解析】【分析】
【答案】A【解析】【分析】
【详解】人从滑梯由静止滑到滑梯末端速度为v,根据机械能守恒定律可知
$$ m g H = \frac { 1 } { 2 } m \nu ^ { 2 } $$
解得
$$ \nu = 4 \sqrt { 5 } \mathrm { m / s } $$
从滑梯末端水平飞出后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据 $h = { \frac { 1 } { 2 } } g t ^ { 2 }$ 可知落水时间为$t = { \sqrt { \frac { 2 h } { g } } } = { \sqrt { \frac { 2 \times 1 . 0 } { 1 0 } } } \mathbf { s } = { \sqrt { \frac { 1 } { 5 } } } \mathbf { s }$
水平方向做匀速直线运动,则人的落水点距离滑梯末端的水平距离为
$$ x = \nu t = 4 \sqrt { 5 } \times \sqrt { \frac { 1 } { 5 } } \mathrm { m } = 4 . 0 \mathrm { m } $$
故选 A。