Question

9．如图所示是跳水运动员跳水的示意图，其中涉及许多物理知识，请回答．
（1）问题：运动员要用力向下踩踏跳板，才能跳得更高，这主要是利用了什么原理？
回答：力的作用的相互性．
（2）问题：在跳水运动员跳水时，举例说明不同力其作用效果不同？
回答：运动员用力向下踩踏跳板，跳板发生了弯曲，说明力可以改变物体的形状；运动员在跳板的反作用力下被向上弹起，说明力可以改变物体的运动状态．
（3）从起跳至落到水面的过程中，从机械能的角度提出一个问题并回答．
问题：运动员下落过程中能量转化是怎样的？
回答：重力势能转化为动能．

Answer 1

分析 （1）物体间力的作用是相互的；
（2）力的作用效果：改变物体的形状及改变物体的运动状态．
（3）分析运动员动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行分析．
考虑空气阻力时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒．

解答 解：（1）运动员要用力向下踩踏跳板，跳板同时给运动员一个向上的反作用力，运动员用的力越大，跳板对运动员的反作用力越大，跳得更高，故是利用了力的作用的相互性原理；
（2）运动员用力向下踩踏跳板，跳板发生了弯曲，说明力可以改变物体的形状；
运动员在跳板的反作用力下被向上弹起，说明力可以改变物体的运动状态；
（3）运动员先向上跳起再落入水中，运动员的质量没有变化；
运动员在起跳时，跳板的弹性势能转化为运动员的动能；
运动员的速度先减小后增大，动能先减小后增大；高度先增大后减小，重力势能先增大后减小．
不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变．
据此可以提出（不唯一）：
问题①：运动员下落过程中能量转化是怎样的？
回答：重力势能转化为动能；
问题②：下落过程中，机械能的总量怎样变化？
回答：不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变．
故答案为：（1）力的作用的相互性；
（2）运动员用力向下踩踏跳板，跳板发生了弯曲，说明力可以改变物体的形状；运动员在跳板的反作用力下被向上弹起，说明力可以改变物体的运动状态；
（3）运动员下落过程中能量转化是怎样的；重力势能转化为动能．

点评 本题以跳板跳水为情景进行考查，是一道开放题，解题的关键是分析清楚跳高跳的过程及该过程所涉及的物理问题，然后分析回答．