题目内容

(9分)如图所示,一位质量m=60 kg,参加“挑战极限运动”的业余选手,要越过一宽为s = 2.5 m的水沟后跃上高为h=2.0 m的平台。他采用的方法是:手握一根长l=3.25 m的轻质弹性杆一端,从a点由静止开始加速助跑,至b点时杆另一端抵在o点的阻挡物上,接着杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直状态,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出并趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计。(g取10m/s2)求:

  (1)人要最终到达平台,在最高点飞出时刻的速度应至少多大?

  (2) 设人到达b点时速度=8 m/s ,人受的阻力为体重的0.1倍,助跑距离=16 m ,则人在该过程中做的功为多少?

  (3)设人跑动过程中重心离地高度h=0. 8 m,在(1)、(2)两问的条件下,人要越过一宽为s = 2.5 m的水沟后跃上高为h=2.0 m的平台,在整个过程中人应至少要做多少功?


解:(1)设人开始做平抛运动时的最小速度为 ,则有

            l一 h = ……1分  ……1分

             =  5 m/s ……1分

    (2)由动能定理得:

       w1 — ……2分

w1 = 2880 j……1分

 (3)w2一mg(l一h) = ……1分

据以上各式解得w2=300 j ……1分

    w = w1 + w2 = 3180 j ……1分

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