跳水运动是我国体育运动的优势项目,某运动员参加10m跳台的跳水比赛,如其质量为m=60kg,其体形可等效为长度L=1.0m,直径d=0.3m的圆柱体,不计空气阻力,运动员站立在跳台

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

跳水运动是我国体育运动的优势项目,某运动员参加10m跳台的跳水比赛,如其质量为m=60kg,其体形可等效为长度L=1.0m,直径d=0.3m的圆柱体,不计空气阻力,运动员站立在跳台上向上跳起到达最高点时,他的重心离跳台台面的高度为1.3m,在从起跳到接触水面过程中完成一系列动作,入水后水的等效阻力F(未包含浮力)作用于圆柱体的下端面,F的数值随入水深度y变化的函数图象如图所示,该直线与F轴相交于F=2.5mg处,与y轴相交于y=h (某一未知深度),已知水的密度ρ=1×103㎏/m3,根据以上的数据进行估算(g取10m/s2).
(1)运动员起跳瞬间所做的功;
(2)运动员起跳瞬间获得的速度大小;
(3)运动员刚接触到水面瞬间的动能;
(4)运动员入水可以达到的最大深度h (结果保留两位有效数字).
魔方格

◎ 答案

(1)运用动能定理研究运动员站立在跳台上向上跳起到达最高点得:
运动员起跳瞬间所做的功为W,
W-mgh1=0-0
W=60×10×(1.3-0.5)=480J
(2)运动员起跳过程
W=
1
2
mv2-0        
v=4m/s
(3)运动员从起跳到刚接触水面,运用动能定理得:
mgh′=Ek′-
1
2
mv2
解得:运动员刚接触到水面瞬间的动能Ek′=6480J.
(4)运动员从刚接触水面到最深处
mgh-
1
2
×2.5mgh-
1
2
ρgVL-ρgV(h-L)=0-
1
2
mvˊ2
体积V=π(
d
2
2?L
解得:h=7.98m
答:(1)运动员起跳瞬间所做的功是480J;
(2)运动员起跳瞬间获得的速度大小是4m/s;
(3)运动员刚接触到水面瞬间的动能是6480J;
(4)运动员入水可以达到的最大深度是7.98 m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“跳水运动是我国体育运动的优势项目,某运动员参加10m跳台的跳水比赛,如其质量为m=60kg,其体形可等效为长度L=1.0m,直径d=0.3m的圆柱体,不计空气阻力,运动员站立在跳台…”主要考查了你对  【动能定理】,【机械能守恒定律】  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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