在北京举行的第二十九届奥林匹克运动会已落下帷幕.在奥运会的体育比赛项目中,撑杆跳高是指运动员双手握住一根特制的轻杆,经过快速助跑后,借助轻杆撑地的反弹力量,使身
题型:东城区三模难度:来源:
在北京举行的第二十九届奥林匹克运动会已落下帷幕.在奥运会的体育比赛项目中,撑杆跳高是指运动员双手握住一根特制的轻杆,经过快速助跑后,借助轻杆撑地的反弹力量,使身体腾起,跃过横杆.当今男子世界记录达到了6.14m在本届奥运会上俄罗斯选手伊辛巴耶娃创造了女子撑杆跳高新的世界纪录,成绩达到5.05m.这是一项技术性很强的体育运动,可以简化成三个阶段,助跑、起跳撑杆上升、越杆下降落地.(g=10m/s2 )问: (1)如果运动员只是通过借助撑杆把助跑提供的动能转化为上升过程中的重力势能,那么运动员助跑到10m/s后起跳,最多能使自身重心升高多少? (2)若运动员体重75kg,助跑到8m/s后起跳,使重心升高5m后越过横杆,从最高点到落地过程中水平位移为2m,运动员在最高点水平速度为v为多少? (3)在第(2)问的过程中,该运动员起跳撑杆上升阶段至少把多少体内生物化学能转化成机械能? |
答案
(1)运动员上升过程,运动员的动能转化为上升过程中的重力势能,根据机械能守恒有: =mgh ① ∴h=5m ② (2)设运动员在最高点水平速度为v,运动员在下落阶段做平抛运动,则有: 竖直方向:h= ③ 水平方向:s=vt ④ 联立解得,v=2m/s ⑤ (3)设运动员上升阶段有能量为E的生物化学能转化为机械能,由功能关系有: E+=mgh+ ⑥ 解得:E=1500J ⑦ 答:(1)运动员助跑到10m/s后起跳,最多能使自身重心升高5m. (2)运动员在最高点水平速度为2m/s. (3)该运动员起跳撑杆上升阶段至少把1500J体内生物化学能转化成机械能. |
举一反三
汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速滑下,在这过程中正确的说法是( )A.汽车的机械能守恒 | B.汽车的动能和势能相互转化 | C.机械能转化为内能,总能量守恒 | D.机械能和内能之间没有转化 |
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如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心O在S的正上方.在O、P两点各有一质量为m的有物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑.以下说法正确的是( )A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相等 | B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相等 | C.a比b先到达S,它们在S点的动量相等 | D.b比a先到达S,它们在S点的动量相等 |
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在如图所示的装置中,木块B与水平桌面的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内.在子弹和木块将弹簧压缩到最短的过程中,下列说法正确的是( )A.子弹减小的动能等于弹簧增加的弹性势能 | B.弹簧、木块和子弹组成的系统机械能守恒 | C.在木块压缩弹簧过程中,木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力 | D.在弹簧压缩到最短的时刻,木块的速度为零,加速度不为零 |
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为了探究能量转化和守恒,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并让橡皮筋穿入铁罐,两端分别固定在罐盖和罐底上,如图所示. 让该装置从不太陡的斜面上A处滚下,到斜面上B处停下,发现橡皮筋被卷紧了,接着铁罐居然能从B处自动滚了上去.下列关于该装置能量转化的判断正确的是( )A.从A处滚到B处,主要是重力势能转化为动能 | B.从A处滚到B处,主要是弹性势能转化为动能 | C.从B处滚到最高处,主要是动能转化为重力势能 | D.从B处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能 |
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质量为m的物体在空中由静止下落,由于空气阻力,物体运动的加速度为0.9g,在物体下落h高度的过程中,以下说法正确的是( )A.重力势能减小了0.9mgh | B.动能增大了0.9mgh | C.动能增大了0.1mgh | D.机械能损失了0.1mgh |
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