题目内容
蹦极”是一项刺激的极限运动,质量为m的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下.在某次蹦极中,弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,空气阻力不计.下列说法正确的是( )
A、t1~t2时间内运动员处于超重状态 | B、t4时刻运动员具有向上的最大速度 | C、t3时刻运动员的加速度为零 | D、t3时刻弹性绳弹力F大于2mg |
分析:根据图象分析清楚运动员的运动过程,分析运动员的受力情况,根据运动员的运动过程与受力情况分析答题.
解答:解:运动员受到竖直向下的重力mg与竖直向上的弹力F作用;
A、由图象可知,t1~t2时间内弹力F小于重力,合力向下,运动员的加速度向下,运动员处于失重状态,故A错误;
B、由图象可知,t3时刻弹力最大,运动员位于最低处,从t3到t4时间内,弹力大于重力,运动员向上做加速运动,在t4时刻弹力与重力相等,经过t4后弹力小于重力,运动员受到的合力向下,运动员做减速运动,因此在t4时刻运动员向上运动的速度最大,故B正确;
C、由图象可知,t3时刻弹力最大,运动员受到的合力最大,由牛顿第二定律可知,此时运动员的加速度最大,不为零,故C错误;
D、由图象可知,在t2时刻弹力等于重力,如果运动员在t1时刻速度为零,由对称性可知,在t3时刻弹力为2mg,实际上,运动员在t1时刻速度不为零,速度向下,因此,在t3时刻弹力大于2mg,故D正确;
故选:BD.
A、由图象可知,t1~t2时间内弹力F小于重力,合力向下,运动员的加速度向下,运动员处于失重状态,故A错误;
B、由图象可知,t3时刻弹力最大,运动员位于最低处,从t3到t4时间内,弹力大于重力,运动员向上做加速运动,在t4时刻弹力与重力相等,经过t4后弹力小于重力,运动员受到的合力向下,运动员做减速运动,因此在t4时刻运动员向上运动的速度最大,故B正确;
C、由图象可知,t3时刻弹力最大,运动员受到的合力最大,由牛顿第二定律可知,此时运动员的加速度最大,不为零,故C错误;
D、由图象可知,在t2时刻弹力等于重力,如果运动员在t1时刻速度为零,由对称性可知,在t3时刻弹力为2mg,实际上,运动员在t1时刻速度不为零,速度向下,因此,在t3时刻弹力大于2mg,故D正确;
故选:BD.
点评:本题是以蹦极为物理情景的一道力学题,难度较大,分析清楚运动过程是正确解题的关键.
练习册系列答案
相关题目
“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊时的平衡位置.人在从P点下落到最低点c点的过程中,下列说法不正确的是( )
A、在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态 | B、ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态 | C、bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态 | D、c点时人的速度为零,处于平衡状态 |