题目内容

6.一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示.设运动过程中不计空气阻力,g取10m/s2.结合图象,试求:

(1)运动员的质量;
(2)运动过程中,运动员的最大加速度;
(3)运动员离开蹦床上升的最大高度.

分析 (1)由图分析可知:运动员的重力等于500N,求出质量.
(2)当弹力最大时,运动员的加速度.由图读出最大的弹力为2500N,根据牛顿第二定律求出最大加速度.
(3)由图读出运动员在空中运动的时间,由竖直上抛的规律求出最大高度

解答 解:(1)由图分析可知:运动员的重力等于500N,则运动员质量为m=50kg.
(2)由图读出弹力的最大值为Fm=2500N
根据牛顿第二定律得:Fm-mg=mam,运动员的最大加速度am=$\frac{{F}_{m}}{m}-g$=40m/s2
(3)由图读出运动员在空中运动的时间为T=8.4s-6.8s=1.6s
根据对称性可知:下落时间为t=$\frac{T}{2}$=0.8s
所以运动员离开蹦床上升的最大高度h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=3.2m
答:(1)运动员的质量为50kg;
(2)运动过程中,运动员的最大加速度为40m/s2
(3)运动员离开蹦床上升的最大高度3.2m.

点评 本题考查读图能力和分析研究实际问题的能力.同时要抓住运动员在空中做竖直上抛运动时的对称性,上升和下落时间相等

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