跳高是体育课常进行的一项运动.小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40s竖直跳离地面.设他蹬地的力大小

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 竖直上抛运动/2022-09-09 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

跳高是体育课常进行的一项运动.小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40s竖直跳离地面.设他蹬地的力大小恒为1050N,其重心上升可视为匀变速直线运动.求小明从蹬地开始重心上升的最大高度.(不计空气阻力,取g=10m/s2.)
某同学进行如下计算:
小明起跳蹬地过程中,受到地面弹力F作用,向上做匀加速运动.因为地面的弹力F与蹬地的力F1是作用力和反作用力,因此有:F=F1=1050N…(1)
根据牛顿第二定律,有:F=ma…(2)
经过t=0.4s跳离地面时的速度为v=at…(3)
起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h,则:v2=2gh…(4)
联立以上各式既可求解.
你认为该同学的解答是否正确?如果认为正确,请求出结果;如果认为不正确,请说明理由并作出正确解答.

◎ 答案

该同学解法错误,理由是:①重心加速上升过程中,受重力和支持力,合力等于支持力减去重力,根据牛顿第二定律,有F-mg=ma;②题目求解的是从蹬地开始重心上升的最大高度,而不是离开地面后上升的最大高度.
正确解法如下:
小明起跳蹬地过程中,受到地面弹力F作用,向上做匀加速运动.因为地面的弹力F与蹬地的力F1是作用力和反作用力,因此有:F=F1=1050N
根据牛顿第二定律,有:F-mg=ma,解得a=7.5m/s2
经过t=0.4s跳离地面时的速度为:v=at=3m/s
起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h,则:v2=2gh
可求解出h=0.45m;
加速上升的高度为:h1=
1
2
at2=
1
2
×7.5×0.16=0.6m

故小明从蹬地开始重心上升的最大高度为:H=h+h1=1.05m;
答:小明从蹬地开始重心上升的最大高度为1.05m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“跳高是体育课常进行的一项运动.小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40s竖直跳离地面.设他蹬地的力大小…”主要考查了你对  【竖直上抛运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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