在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳板”,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,跳板被压缩到最低点,跳板又将运动员竖直向上弹
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/03 16:13:22
在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳板”,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,跳板被压缩到最低点,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点,运动员做自由落体运动,竖直落入水中. 将运动员视为质点,运动员质量m=60kg,g=10m/s2.最高点A、跳板的水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图所示.求:
![](http://img.wesiedu.com/upload/6/f2/6f2bfaa9f7746e611998a017a2309b21.jpg)
(1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能多大?
(2)运动员入水前速度大小?
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(1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能多大?
(2)运动员入水前速度大小?
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(1)设最高点A与最低点C之间的高度差为h,则 h=h1+h2=1.2 m+0.8 m=2 m…①
设跳板被压缩到最低点C时的弹性势能为Ep,根据机械能守恒,有Ep=mgh…②
Ep=60×10×2 J=1.2×103J…③
(2)设最高点与水面之间的高度差为H,则
H=h1+h3=1.2 m+3 m=4.2 m…④
运动员做自由落体运动,设运动员入水前的速度为v,则
v=
2gH…⑤
得v=
2×10×4.2m/s=2
21m/s≈9.2 m/s…⑥
答:
(1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能是1.2×103J.
(2)运动员入水前速度大小是9.2 m/s.
设跳板被压缩到最低点C时的弹性势能为Ep,根据机械能守恒,有Ep=mgh…②
Ep=60×10×2 J=1.2×103J…③
(2)设最高点与水面之间的高度差为H,则
H=h1+h3=1.2 m+3 m=4.2 m…④
运动员做自由落体运动,设运动员入水前的速度为v,则
v=
2gH…⑤
得v=
2×10×4.2m/s=2
21m/s≈9.2 m/s…⑥
答:
(1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能是1.2×103J.
(2)运动员入水前速度大小是9.2 m/s.
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