2008年北京奥运会上,我国女子跳马名将、著名的“程菲跳”创建者程菲由于在第二跳——“程菲跳”落地时失误而获铜牌,朝鲜选手洪云仲却依靠“程菲跳”摘得金牌。在跳马

2008年北京奥运会上,我国女子跳马名将、著名的“程菲跳”创建者程菲由于在第二跳——“程菲跳”落地时失误而获铜牌,朝鲜选手洪云仲却依靠“程菲跳”摘得金牌。在跳马

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2008年北京奥运会上,我国女子跳马名将、著名的“程菲跳”创建者程菲由于在第二跳——“程菲跳”落地时失误而获铜牌,朝鲜选手洪云仲却依靠“程菲跳”摘得金牌。在跳马运动中,运动员完成空中翻转的动作,能否平稳落地是一个得分的关键,为此,运动员下落着地时在脚接触地面后都有一个下蹲的过程,为的是减小地面对人的冲击力。若某运动员质量为m,重心离脚的高度为h(竖直站立),其做跳马运动时在空中翻转完成动作所用时间为t(运动员跳起后,达最高点时开始做翻转动作,脚触地时停止),脚触地后竖直下蹲的最大距离为s,空气阻力不计,重力加速度为g,求:
(1)起跳后该运动员重心距地面的最大高度;
(2)运动员落地时受到地面的竖直向上的平均作用力大小。
答案
解:(1)运动员从最高点下落过程为平抛运动,竖直分运动为自由落体运动。设运动员起跳后重心离地的高度为H,则H-h=gt2
即H=h+gt2
(2)设运动员脚刚触地时的竖直分速度为v0,则由机械能守恒,mgH=mv02+mgh
设运动员落地时受到的竖直方向的平均作用力为F,由动能定理得mgs-Fs=0-mv02
联立两式得F=mg(1+)
举一反三
图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点。求
(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;
(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。
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如图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b。a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托往,高度为h,此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为

[     ]

A.h
B.1.5h
C.2h
D.2.5h
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图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调。起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L,现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为时速度减为0,ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求(忽略空气阻力):
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)滑块向下运动过程中加速度的大小;
(3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。
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(1)如图,在水平地面上固定一个内侧长为L、质量为M的薄壁箱子。光滑的物块B的质量为m,长为,其左端有一光滑小槽,槽内装有轻质弹簧。开始时,使B紧贴A1壁,弹簧处于压缩状态,其弹性势能为Ep。现突然释放弹簧,滑块B被弹开。假设弹簧的压缩量较小,恢复形变所用的时间可以忽略。求滑块B到达A2壁所用的时间。
(2)a.现将箱子置于光滑的水平地面上而不固定,仍使B紧贴A1壁,弹簧处于压缩状态,其弹性势能为Ep,整个系统处于静止状态。现突然释放弹簧,滑块B离开A1壁后,弹簧脱落并被迅速拿出箱子。求此时滑块B的速度v与箱子的速度V。
b.假设滑块B与A1壁和A2壁的碰撞过程中无机械能损失。试定量描述滑块B相对于地面运动的速度变化情况,并计算两次碰撞之间的时间间隔。
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滑雪运动员由直斜坡向下滑行时其所受阻力随速度增大而增大,则可知运动员在此过程中[     ]
A.做匀加速运动
B.机械能守恒
C.所受阻力的功率不断增大
D.所受的合力不断增大
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